反射光的偏振化程度与入射角有关.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * i 0 ─ 稱為布儒斯特角或起偏角 折射光仍為部分偏振光 入射角為i 0 ， 反射光線垂直折射光線 n2 n1 全反射(total internal reflection) 臨界角: 反射產生之偏振 布魯斯特角 (Brewster angle θB) 反射產生之偏振 布魯斯特角(Brewster angle θB) 反射光與折射光互相垂直： θr +θB=90 o 折射定律： n1sinθB= n2sinθr 理論實驗表明︰反射所獲得的線偏光僅占入射自然光總能量的7.4%，而約占85%的垂直分量和全部平行分量都折射到玻璃中。 可以利用玻璃片來獲得線偏振光，只用一片玻璃的缺點︰以布儒斯特角入射時，反射光雖為線偏振光，但強度太小透射光的強度雖大，但偏振度太小 為解決這個矛盾，讓光透過由多片玻璃疊合而成的傾斜的片堆，並使入射角等於布儒斯特角，經過多次的反射和折射，既能獲得較高的偏振度，光的強度也比較大。 ? ? ? ? ? 1.5 1.5 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 ? ? ? ? ? ? ? ? （2）由二向色性產生偏振光 二向色性是指有些各向異性的晶體對於光的吸收本領除了隨波長改變外，還隨光矢量相對於晶體的方位而改變。 · 非偏振光 线偏振光 光轴 電氣石晶片 · · 例︰當振動方向互相垂直的兩束線偏振白光透過晶體後呈現出不同的顏色。天然晶體中，電氣石具有很強的二向色性。 一些各向同性的介質在受到外界作用時也會產生各向異性，並具有二向色性。利用該特性獲取偏振光的器件叫做人造偏振片。 聚乙烯醇薄膜 碘溶液 拉伸、烘乾 聚乙烯醇薄膜 氯化氢中加热脱水 H偏振片 K偏振片 極強的二向色性，光化學性穩定，強光照射不會褪色，但膜片略變黑，透明度低 偏振度高，透明度低，對各色可見光有選擇吸收，可做得薄而大，價廉，廣泛應用 （3）雙折射晶體產生線偏振光 在雙折射晶體中內，自然光波被分解成光矢量互相正交的線偏振光傳播，把其中的一束光攔掉，便得到線偏振光。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 光的繞射 缝較大時，光是直線傳播的 缝很小時，繞射现象明顯 陰影 屏幕 屏幕 θ L P O y b 光屏 單狹縫繞射原理： 根據海更斯原理，當平行光的波前到達狹縫時，狹縫上的任一點均為新的波源發出圓柱面波向各方向前進。 向各方向行進的光線到達光屏的同一點 P 時，相互干涉產生干涉圖形。 θ θ θ (1) θ= 0 時，光線到達光 屏時皆為同相，產生 完全相長性干涉，為中 央亮紋。 b θ= 0 θ θ θ θ θ θ θ θ θ 繞射公式： (1)繞射條紋發生的方位角 θ的公式 (2)條紋與中央亮紋中線的距離 y 之公式 (3)繞射條紋的寬度 中央亮紋寬度為其他亮帶寬度的兩倍。 亮帶的寬度和照射單狹縫的光波波長及狹縫至光屏的距離成正比，而於狹縫寬度成反比。 繞射實驗結果 單狹縫繞射實驗若以單色光為光源，則呈明暗相間的繞射條紋。 若以白光為光源，則由於各色光在中央亮待兩側的亮帶位置不同，因此中央亮紋為白色，兩側呈彩色的繞射條紋。 單狹縫繞射條紋的亮度，會隨偏離中央線角度增大而迅速減小。 若 b ＞＞λ時，則繞射的角度θ很小，各亮帶之間緊接在一起，光屏上將僅見到狹縫被照明的幾何形狀。 由於可見光的波長約在 400 nm 至 700 nm 之間，遠小於日常生活所見狹縫的寬度，所以光的繞射現象不易被人察覺。 影像的鑑別率 鑑別率的意義： 若兩個點光源非常接近，經光學儀器的小孔所形成繞射圖樣互相重疊而將難以分辨出是兩光源。鑑別率為光學儀器分辨兩個相鄰光點的能力。 小孔 雷利判別法則：當一點光源繞射圖形之中央亮帶的中線恰位於另一點光源繞射圖形之第一暗帶中線處，為可以鑑別的極限，稱此兩點光源恰可鑑別。 恰可鑑別 可鑑別 不可鑑別 雷利判別法則 最小鑑別角 θR：恰可鑑別時兩光源對狹縫的夾角。 Polarization 偏極化(偏振) 什麼是偏振光？ 非偏振光 偏振 偏振 偏振光的原理 布魯斯特角(Brewster angle θB) 天空為什麼是藍色的？ 太陽眼鏡 立體電影 偏振光的應用 液晶螢幕 反射與折射 反射定律 折射定律 色散(chromatic dispersion) 全反射(total internal reflection) 反射產生之偏振：布魯斯特角 (Brewster angle θB) 色散：稜鏡偏向角 由稜鏡之最小偏向角求稜鏡之折射率