大学物理教案chap14-1(精品·公开课件).ppt

(1)自然光垂直入射晶面 o, e光不重合 (a) * 同学们好！ 广义：电磁波 狭义： 可见光，电磁波中的狭窄波段 光 颜色： 紫 ~ 红 ? : 4000? ~ 7000?(3900 ? ~ 7600 ?) ? : 7.69?1014Hz ~ 3.95?1014Hz §14.1 光的偏振 光波：交变电磁场在空间传播 P.61 上式为平面电磁波的波函数 平面电磁波有如下性质： (1) 电磁波是横波， 和 都与传播方向相垂直； (2) 与 互相垂直，并与能量传播方向满足右螺旋关系；即 (3) 和 的振动同相位； (4) 和 的振幅成比例，波线上同一点瞬时值之间满足同样的比例；即 (5) 电磁波传播速度 ,真空中 ,与真空中的光速相同。 光矢量： 光振动： 光波：交变电磁场在空间传播 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 一、光的横波性与偏振态 （一）光的横波性 （二）光的偏振态 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： 光矢量对传播方向均匀对称分布 — 非偏振 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 2. 线偏振光 光振动只有一个确定方向 （只有一个振动面） 3. 椭圆偏振光 4. 圆偏振光 光矢量旋转， 其端点轨迹为截面是 的螺旋线 椭圆 圆 . . . . . . . 5.部分偏振光 自然光+线偏振光 光振动在某方向上占优势 . . . . . . . . 二、偏振光的起偏和检偏 马吕斯定律 原理: 利用光在两种介质界面上的反射和折射 双折射 利用光在各向异性介质中的传播 偏振片 获得线偏振光 偏振化方向 ?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 I0 偏振片(吸收)起偏 E 吸收 通过 长链状分子 部分偏振光入射：自然光与线偏振光叠加 自然光入射 偏振片 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 马吕斯定律 ? 强度变化规律： I0 I ? A1 A2 A 检偏方法及规律 检测线偏振光 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 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） 解: 1. 出射光强: I o ? 例: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。在MN间放入 偏振片C, C转动360?。 M N I0 2. 以M、C 偏振化方向平行为初态 M N C I0 I o ? 练习 1) 一束光强为I0的自然光通过两个偏振化方向成60o的偏振片后，光强为 ? ? ? ? 2) ? ? 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： ? n1 n2 i0 i0 ? 三、 反射和折射起偏 布儒斯特定律 ? 一般情况下得部分偏振光 n1 n2 i ?当入射角i0满足 反射光为线偏振光（⊥） 注意： ? i 自然光入射 反射光 ?? ? 折射光 ?? ? 垂直分量与平行分量比例随i变 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(?) 练习 1) 全反射 条件 关系式 现 象 起偏振 光密?光疏 无折射线 i n1 n2 折射线与反射线垂直 光密 光疏 i0 n1 n2 2) 试比较起偏角与全反射临界角 方解石晶体 四、 双折射起偏 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。 象 折射现 方解石晶体 双 纸面 折射现 1 2