大学物理 光的偏振.pptVIP

* 19 光的偏振 19-3 反射和折射起偏 布儒斯特定律 19-4 晶体双折射 偏振棱镜 19-5 椭圆和圆偏振光的获得和检验 19-6 偏振光的干涉 19-2 起偏和检偏 马吕斯定律 19-1 自然光和偏振光 19-8 旋光 19-7 光弹效应和电光效应 2.线偏振光 光的振动方向在同一平面内，只沿某一固定方向振动的光。 平面偏振光 完全偏振光 振动面 一、自然光 偏振光 1.自然光（非偏振光） 在垂直光传播方向的平面内，光矢量大小在所有可能方向上都相等，各矢量之间没有固定的相位关系，这种光称为自然光。 19-1 自然光和偏振光 光波是横波 光的偏振 3.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，称为部分偏振光。 4.椭圆偏振光和圆偏振光 频率相同，振动方向互相垂直，且有固定相位差的两列线偏振光的合振动。 满足椭圆方程，合成椭圆偏振光 合成正椭圆偏振光 合成圆偏振光 合成线偏振光 19-2 起偏和检偏 马吕斯定律 起偏器 2.透振方向（偏振化方向）： 检偏器 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，这个方向叫此偏振片的透振方向。 1.二向色性和偏振片 二向色性 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。 三、马吕斯定律： 一束光强为 I0 的线偏振光，透过检偏器的透射光强为： ? 是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向之间夹角。 起偏器 透振方向 检偏器 19-3 反射和折射起偏 布儒斯特定律 1. 反射和折射起偏 空气 玻璃 折射光：部分偏振光 i0 为起偏角 布儒斯特定律 满足上式反射光是垂直于入射面的完全线偏振光，折射光是部分偏振光。 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。 平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动。 反射线与折射线垂直 玻片堆 玻片堆 许多玻璃片叠起来： 增强反射光的强度， 增强透射光的偏振化程度。 折射光近似完全线偏振光，是平行于入射面振动。 讨论 下列情况光线的反射和折射 19-4 晶体双折射 偏振棱镜 一、双折射的寻常光和非常光 寻常光（O光）： 满足折射定律。 非常光（e 光）： 违背折射定律。 实验证明 O 光和 e 光都是偏振光 O光 e光 偏振片 晶体光学性质简介 1.晶体的光轴 晶体内部的一个特殊方向，称晶体的光轴。光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。 方解石晶体 单轴晶体 双轴晶体 2.晶体主截面 界面的法线和光轴构成的平面 3.晶体主平面 晶体中某光线和光轴构成的平面 A B 光轴 产生双折射的原因 寻常光线（O光） 常量 光轴 非常光线（e光） ne 为主折射率 光振动方向始终与光轴垂直，在晶体中的传播速度和折射率恒定，因而遵守折射定律。 光振动方向和光轴夹角在晶体中发生变化，传播速度和折射率也随之改变，因而不遵守折射定律。 O光波阵面 e光波阵面 *二、惠更斯原理对双折射现象的解释 正晶体: 负晶体: 如石英，碳，冰。 如方解石，红宝石。 1.正晶体和负晶体 光轴 负晶体 ? 光轴 正晶体 ? 2）*惠更斯作图法 空气 方解石 折射表面 光轴方向 A B A0? B? Be? O e 光轴 O e O e (a) 光轴 (b) 光轴 (c) 光轴 (d) O e 三、尼科尔棱镜 *四、1/4波片和半波片 半波片 从单晶体切下来的薄片，其表面与晶体的光轴平行。 1/4波片 光轴 波片 光轴 19-5 椭圆偏振光和圆偏振光的获得和检验 利用振动方向互相垂直，频率相同的两个简谐运动能够合成为椭圆或圆运动的原理。 1/4波片 正椭圆偏振光 圆偏振光 光轴 小结：偏振光的获得和检验 1.偏振光的获得 1）线偏振光：（从自然光获得线偏振光） 2）椭圆偏振光： 偏振片、玻片堆、晶体（波片）、尼科耳棱镜等。 自然光通过起偏器和一个波片。 2.检验偏振光 自然光，圆偏振光，线偏振光，部分偏振光，椭圆偏振光。 第一步 第二步 令入射光通过偏振片A ，改变 A 的透振方向，观察透射光强变化 观察现象 观察现象 结论 结论 有消失 线偏振光 有消失 圆偏振光 无消失 自然光 强度无变化 自然光或圆偏振光 a.令入射光依次通过1/4 波片和偏振片B，改变B的透振方向，观察透光强度变化。 有消失 无消失 椭圆偏振光 部分偏振光 强度有变化，但无消光 部分偏振光或椭圆偏振光 b. 1/4波片的光轴方向必须与通过偏振片A的极大或极小的透振方向重合。 ? ? Ee2 和 Eo2两束光频率相同，振动方向相同，相位差恒定，是相干偏振光。 19-6 偏振光的干涉 1. 偏振