波动光学课件.pptxVIP

第1页共31页波动光学惠更斯-菲涅耳原理应用于光波波的叠加原理光的电磁理论光的干涉光的衍射光的偏振*傅里叶光学简介光的横波性应用于光波

第2页共31页第一节光的电磁理论一、电磁波的产生与传播变化电场变化磁场变化电场磁场变化磁场电场可脱离电荷、电流在空间传播电磁波电磁场同相振荡，向外辐射电磁波。

第3页共31页光：可见光，电磁波中的狭窄波段颜色：紫~红?:4000?~7000?(3900?~7600?)?:7.69?1014Hz~3.95?1014Hz二、电磁波谱将电磁波按频率(或波长)排列起来即形成电磁波谱

第4页共31页光波：交变电磁场在空间传播，电磁波谱的一小部分光振动：光强:相对光强：三、光的电磁理论光矢量：O

第5页共31页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。……n12345E1=-13.6eVE2E3E4

第6页共31页断续、脉冲式非严格单色波持续时间有限波列长度有限频率一定振动方向一定初相一定……n12345E1=-13.6eVE2E3E4II0I0/2????谱线宽度

第7页共31页不同原子发光、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0两普通光源或同一光源的不同部分是不相干的

第8页共31页第二节光的偏振一、偏振现象偏振：波振动对于传播方向不具有轴对称性纵波：非偏振横波：偏振区分二者的标志

第9页共31页二、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

第10页共31页xyz..............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

第11页共31页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.......

第12页共31页5.部分偏振光自然光+线偏振光光振动在某方向上占优势........三、起偏方法及规律原理: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获得线偏振光

第13页共31页n1n2ibib?1.反射和折射起偏?一般情况下得部分偏振光?当入射角ib满足反射光为线偏振光（⊥）注意：n1n2i?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

第14页共31页由反射线与折射线垂直ib：布儒斯特角(起偏振角)布儒斯特定律n1n2ibib?

第15页共31页?光以i=ib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(?)

第16页共31页练习1)

第17页共31页全反射条件关系式现象起偏振光密?光疏无折射线in1n2折射线与反射线垂直光密光疏ibn1n22)试比较起偏角与全反射临界角

第18页共31页偏振化方向?原理：晶体的二相色性：只让某一方向振动的光通过，而吸收其他方向的光振动。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I02.偏振片(吸收)起偏E吸收通过长链状分子

第19页共31页部分偏振光入射：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?强度变化规律：马吕斯定律I0I?A1A2A

第20页共31页练习1)一束光强为I0的自然光通过两个偏振化方向成60?的偏振片后，光强为????

第21页共31页??

第22页共31页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：?

第23页共31页方解石晶体3.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12e光o光

第24页共31页寻常光O:遵守折射定律，在入射面内非常光e:不遵守折射定律，一般不在入射面内O、e光均为线偏振光：ei?????eOO

第25页共31页4.散射起偏自然光受到分子、原子散射后在特定方向成为线偏振光。

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