Lecture 52 光的偏振与双折射.ppt

* 青岛科技大学　　　　　　　　　　　　　　大学物理讲义 * 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 一　偏振(polarization)现象 二　自然光 偏振光 自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量，在所有可能的方向上的振幅都相等(轴对称)，这样的光叫自然光。 自然光用两个互相垂直的、互为独立的(无确定的相位关系)、振幅相等的光振动表示，并各具有一半的振动能量 。 符号表示 注意 各光矢量间无固定的相位关系 . 二互相垂直方向是任选的 . 偏振光（线偏振光） 符号表示 部分偏振光 ：某一方向的光振动比与其垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 。 符号表示 光振动只沿某一固定方向的光 。 振动面 起 偏 三　偏振片　起偏与检偏 二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动 , 而只让与这个方向垂直的光振动通过，这种性质称二向色性。 偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片。 偏振化方向 ： 当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向称为此偏振片的偏振化方向(或称为偏振片的极化方向)。 偏振化方向 起偏器 检偏器 检 偏 起偏器 N M 四　马吕斯定律（1880 年） 检偏器 起偏器 N M 马吕斯定律 强度为 的偏振光通过检偏振器后, 出射光的强度为 例1 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检偏器. 当它们偏振化方向间的夹角为 时 , 一束单色自然光穿过它们, 出射光强为 ; 当它们偏振化方向间的夹角为 时, 另一束单色自然光穿过它们 , 出射光强为 , 且 . 求两束单色自然光的强度之比 . 解 设两束单色自然光的强度分别为 和 . 经过起偏器后光强分别为 和 . 经过检偏器后 在两块正交偏振片 之间插入另一块偏振片 ，光强为 的自然光垂直入射于偏振片 ，讨论转动 透过 的光强 与转角的关系 . 讨论 若 在 间变化， 如何变化？ 空气 入射面　入射光线和法线所成的平面 。 　反射光　部分偏振光，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动。 　折射光　部分偏振光，平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动。 理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关。 光反射与折射时的偏振 玻璃 布儒斯特定律（1812年） 反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。 当 时， 1）此时反射光和折射光互相垂直 . 讨论 玻璃 空气 2）根据光的可逆性，当入射光以 角从 介质入射于界面时，此 角即为布儒斯特角。 玻璃 玻璃 注意 对于一般的光学玻璃 , 反射光的强度约占入射光强度的7.5%，大部分光将透过玻璃。 利用玻璃片堆产生线偏振光 讨论 讨论下列光线的反射和折射（起偏角 ）. 讨论 如图的装置 为偏振片，问下列四种情况，屏上有无干涉条纹？ 1）去掉 保留 2）去掉 保留 3）去掉 保留 4） 都保留 . 无（两振动互相垂直） 无（两振动互相垂直） 无（无恒定相位差） 有 1 空气 例 一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射角为布儒斯特角 ，问 在界面 2 的反射光是什么光？ 玻璃 2 注意：一次 起偏垂直入射面 的振动仅很小部 分被反射（约 15%）所以反射 偏振光很弱 。一 般应用玻璃片堆 产生偏振光 动 光 学 双折射现象 波 动 光 学 五　双折射(birefringence)的寻常光和非寻常光 恒量 玻璃 折 射 定 律 方解石晶体 光通过双折射晶体 寻常光线（o光） (ordinary rays) 服从折射定律的光线 (extraordinray rays) 非常光线（e光） 不服从折射定律的光线 （一般情况，非常光线不在入射