12偏振及综合.ppt

同学们好！ ? ? 令 取 2.已知波长? = 5000?以? = 30?照射到光栅常数d = 2.5a = 2?m的光栅上， 求： ? 中央主极大位置 ? 屏中心F处条纹级次 ? 屏上可见到哪几级主明纹？ 解： 由 ? 中央主极大 F ? L P ? ? 考虑缺级： 屏上级次： 共6条主明纹（k = -5级缺级） ? 屏中心 F 处 F ? L P ? 解： ? 0.25 0 ? 或由缺级 ? ? ? ? 例： 入射光? =500nm, 由图中衍射光强分布确定 ? 缝数N=? ? 缝宽 a =? ?光栅常数 d=a+b=? 用 内有500条刻痕的平面透射光栅观察钠光谱， 设透镜焦距 问：(1)光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱； （2）光线以入射角 入射时，最多能看到第几级光谱； （3）若用白光垂直照射光栅，求第一级光谱的线宽度。 * . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 一、偏振现象 偏振： 波振动对传播方向非对称分布 纵波：非偏振 横波：偏振 区分二者的标志 光矢量：电磁波中的电场E分量称为光矢量 电磁波是横波，光矢量与光的传播方向始终垂直 二. 光的偏振态： 光矢量的某一确定的振动状态称为光的一种偏振态 偏振光 自然光 完全偏振光 部分偏振光 线(平面)偏振光 椭圆偏振光 圆偏振光 ? ? ? ? ? 1.自然光 每个光波列: 横波 — 偏振 一束光: 由于光振动方向的随机性,统计结果:各种取向的光矢量振幅相等 光 普通光源发光： x y z . . . . . . . . . . . . . . 正交分解： 一对互相垂直，互相独立，振幅相等的光振动 无固定相位差,非相干叠加 三、起偏（获得线偏振光）方法及规律 原理： 利用光在两种介质界面上的反射和折射 利用光在各向异性介质中的传播 偏振片 双折射 1. 反射和折射起偏 ? 一般情况下得部分偏振光 n1 n2 i ? i 自然光入射 反射光 ?? ? 折射光 ?? ? 反射光与入射光都是部分偏振光 n1 n2 i0 i0 ? ?当入射角i0满足 反射光为线偏振光（⊥） 注意： 反射光是光振动垂直于入射面的线偏振光 由 反射线与折射线垂直 i0：布儒斯特角(起偏振角) 布儒斯特定律 n1 n2 i0 i0 ? ? 光以i = i0角入射，通过玻璃片堆折射 ? . 自然光 入射 i0 ? 线偏振光 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 线偏振光 ? ? ? 折射光：近似线偏振光( ?? ) （垂直振动成分一次次被反射掉） 反射光：线偏振光(?) 光密?光疏 无折射线 折射线与反射线垂直 光密 光疏 全反射 条件 关系式 现 象 起偏振 i n1 n2 i0 n1 n2 2) 试比较起偏角与全反射临界角 ?原理：晶体的二相色性：只让某一方向振动的光通过，而吸收其它方向的光振动 偏振化方向 ?效果：得到振动方向与偏振化方向相同的线偏振光 2、偏振片起偏 偏振化方向 I0 自然光入射 偏振片 马吕斯定律 ? 强度变化规律： 偏振片 线偏振光入射 光振动方向与偏振片偏振化方向的夹角 部分偏振光入射：自然光与线偏振光叠加 I0 I ? A1 A2 A 3) 要让一束线偏振光的振动方向旋转90?至少要几块偏振片？如何放置？ 出射光强最大： 至少两块偏振片，如图放置： ? 未加偏振片时 拍摄的橱窗 加偏振片时 拍摄的橱窗 光学各向同性介质　介质沿各方向具有相同的折射率 光学各向异性介质　介质沿各方向具有不同的折射率 光在晶体中的双折射 双折射现象：光进入各向异性介质时，介质中出现两条折射光线。 方解石晶体 e光 o光 非寻常光(e光)：不满足折射定律的折射光.当入射光线垂直于晶体入射时，将晶体绕入射光线旋转，e光线绕入射光旋转 寻常光(O光)：满足折射定律的折射光线.　当入射光线垂直于晶体入射时，寻常光线沿原方向传播 e i ? ?? ?? e o o 原因：晶体各向异性 几个重要概念 (1)晶体的光轴：光沿晶体某些特殊方向传播时，光线不发生双折射现象，这些特殊方向称为光轴 晶体内的特殊方向 该方向上 垂直于该方向 注：光轴标志一定方向，并不限于某一些特殊直线 非光轴方向: 正晶体 负晶体 正晶体 uo ue 负晶体 uo ue 光轴 光轴 uo ue * * uo ue o光波面：球面 e光波面：椭球面 光轴方向相切 (2)晶体的主截面： 光轴与晶面法线组成的平面 入射线在主截面内时，两条折射线均在主截面内 (3)光线的主平面： 折射光与光轴构成的平面 一般，二者主平面不重合 o、e光振动不垂直 特例：当入射光线在晶体的主截面内时，两折射线均在主截面内，此时，入射面、主截面、o光和e光的