[理学]大学物理2教学课件-8.ppt

* * 同学们好！ 象 折射现 方解石晶体 双 纸面 折射现 光的五种偏振态 一、光的横波性与偏振态 偏振现象： 波振动对传播方向非对称分布 区分横波和纵波的标志 二、偏振片起偏 利用晶体的二向色性;马吕斯定律 §14.1 光的偏振（续） 利用光在两种介质界面上的反射和折射,布儒斯特定律 三、反射和折射起偏 四、双折射起偏 双折射现象，几个重要概念 几个重要概念 (1)晶体的光轴： 晶体内的特殊方向 该方向上 垂直于该方向 （ｅ光主折射率　　） e u c 方解石晶体 (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 o光主平面 e光主平面 特例： 当入射光在主截面内时 用惠更斯原理解释双折射 介质中任一波阵面上的点，都可以看作是发射子波的波源，其后任一时刻，这些子波的包迹就是新的波阵面 (1)自然光垂直入射晶面（以负晶体为例） (a) O, e光不重合，出现双折射 光轴 A B O O e e 用惠更斯原理解释双折射 O, e光重合, 无双折射 (b) o e o e 光轴 A B (c) O, e光同方向,但有光程差，有双折射。 o e o e 光轴 A B (2)自然光斜入射晶面 O, e 光不重合 (d) (e) 小结 1) 光在晶体内沿光轴传播，无双折射。 3) 其余情况均得两束分开的线偏振光。 尼科耳棱镜 自然光 方解石 加拿大树胶：n=1.53 双折射起偏器 （b) 格兰——汤姆逊棱镜 o 方解石 （c）沃拉斯顿棱镜 练习： 用方解石切割成正三角形的棱镜，光轴与三角形截面垂直，当自然光以 i 角入射时，e光在棱镜内折射线与棱镜底边平行，求入射角i，并画出o光的传播方向和光矢量振动方向 光轴 解： e光折射角: 本题情况下： 光轴 对o光 三角形截面与光线主平面垂直 o光矢量垂直于其主平面 o光矢量在三角形截面内 e光矢量垂直于三角形截面 作图中o光折射线 五 . 检偏 检测光的偏振态 起偏器（偏振片、尼科耳等）同时可作为检偏器 方法：旋转检偏器，观测出射光强的变化情况 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 自然光入射： 旋转检偏器， 出射光强不变。 入射光为线偏振光： 起偏器 . 检偏器 . . . 自然光 线偏振光 两偏振片的偏振化方向相互垂直光强为零。 两偏振片的偏振化方向相互平行光强最大； 每旋转检偏器一周，出射光两次最强、两次消光。 小结：每旋转检偏器一周，出射光 光强不变——入射光为自然光 （或圆偏振光） 两次最强、两次消光——线偏振光 两次最强、两次最弱，无消光——部分偏振光 （或椭圆偏振光） 思考：入射光为部分偏振光，出射光强如何变化？ 两次最强、两次最弱，无消光。 练习：图中，M为起偏器，N为检偏器，自然光垂直入射 2. M、N 固定，偏振化方向互相垂直 M N M N 解：1. 出射光强: M N 2. 以M、C 偏振化方向平行为初态 M N §14.2 光的干涉 一、获得相干光的方法 1、光波与机械波相干性比较 (2) 光强分布： 干涉项 相同： (1) 相干条件相同 相长 相消 相长 相消 (3) 不同： 机械波源与光波波源特征不同 容易满足　相干条件 难以满足相干条件 一般光源的发光机制： 被激发到较高能级的原子跃迁到低能级时，辐射出多余能量。 例： 氢原子光谱巴耳麦系（可见光） 一个原子，一次跃迁，发出一个光波波列 3 …5 4 2 频率一定 振动方向一定 初相一定 持续时间有限: 波列长度有限: 3 …5 4 2 断续、脉冲式 非严格单色波 不同原子发光、或同一原子各次发光 频率 振动方向 初相 具有随机性 不满足相干条件 均匀分布，非相干叠加 两普通光源或同一光源的不同部分是不相干的 0 *