波动光学偏振课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2.,自然光,一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干,(,无固定相位关系,),的线偏振光,坐标轴任意选择,3.,部分偏振光,本质上同自然光,但显示出某个方向的振动较强些,分解,分量占优,分量占优,可看作线偏振光与自然光的混合,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,.,偏振片,涂有二向色性材料的透明薄片,.,偏振化方向,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偏振化方向,.,允许通过的光振动方向偏振化方向,偏振片的用途：,“起偏”和“检偏”,光强,I,0,光强,I,0,/2,二、偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律,马吕斯定律,光强为,I,0,的线偏振光，透过偏振片后，透射强度为：,I,0,I,证明：,起偏,自然光,偏振光,检偏,偏振光,偏振光,检偏,无出射光,检偏,设检偏器的偏振化方向与起检偏器的偏振化方向之间的夹角为,光强,I,0,光强,I,0,/2,光强,I,0,/2,时：,时：,起偏,自然光,偏振光,光强,I,0,光强,I,0,/2,光强,I,0,/2,时：,起偏,自然光,偏振光,光强,I,0,光强,I,0,/2,例,有两个偏振片,一个用作起偏器,一个用作检偏器,.,当它们偏振化方向间的夹角为 时,一束单色自然光穿过它们,出射光强为,;,当它们偏振化方向间的夹角为 时,另一束单色自然光穿过它们,出射光强为,且,.,求两束单色自然光的强度之比,.,解,设两束单色自然光的强度分别为 和,.,经过起偏器后光强分别为 和,.,经过检偏器后,反射光中垂直入射面振动占优,折射光中平行入射面振动占优,布儒斯特定律,入射角满足 时,反射光是线偏振光，振动垂直入射面,布儒斯特角,起偏角,由折射定律,用玻璃片堆起偏,三、,反射和折射起偏 布儒斯特定律,讨论,讨论下列光线的反射和折射（,起偏角 ）,.,在拍摄玻璃窗内的物体时，,加偏振片,可去掉反射光的干扰。

C,）,用偏光镜,消除,了反射偏振光,使玻璃门内的人物清晰可见,（,A,）,玻璃门,表面的,反光很强,（,B,）,用偏光镜,减弱,了反射偏振光,四、,双折射现象,1.,双折射晶体,入射光,o,光,e,光,o,光,服从折射定律，寻常光，,e,光,不服从折射定律，非常光，,二者均为线偏振光,方解石晶体,（,CaCO,3,）,o,光折射线一定在入射面内,e,光折射线不一定在入射面内,方解石,固定屏幕,光轴,晶体内的一个特殊方向，,在此方向上不发生双折射,光轴在晶体内,光轴是一个方向,分类：,双轴晶体,单轴晶体,方解石（冰洲石）,石英,红宝石,云母,蓝宝石,硫磺,方解石晶体,光轴方向,磨光，可得到与光轴垂直的表面,主截面,光轴与晶体表面的法线构成的平面,主平面,晶体中光线与光轴方向构成的平面,振动方向垂直,o,光主平面,振动方向平行,e,光主平面,一组相互平行的平面,振动方向垂直,光轴,o,光,e,光,服从折射定律,线偏振光,不服从折射定律,线偏振光,振动方向与,光轴夹角,及传播有关,光轴,方解石,e,光,o,光,o,光,主平面与,e,光主平面,并不一定重合,当入射面与某个主截面重合时，,o,光主平面、,e,光主平面都在主截面内，,o,光和,e,光振动方向严格垂直,2.,惠更斯原理对双折射的描述,o,光、,e,光的波阵面,e,光：传播速度与方向有关,o,光：各方向的传播速度相等,正晶体,光轴,负晶体,如：石英、冰,如：方解石、红宝石,光轴,垂直光轴方向上，,e,光与,o,光速度差别最大,光的传播速度取决于光,矢量振动方向与晶体光轴的夹角,沿光轴方向上，,e,光与,o,光速度相等,惠更斯作图法,(,负晶体为例,),光轴,界面，自然光正入射,光轴,自然光,o,光,e,光,e,光的速度等于,o,光速度,光轴,界面，自然光正入射,光轴,自然光,o,光,e,光,e,光的速度大于,o,光速度,光轴,界面，自然光,斜入射,光轴,o,光,e,光,晶体,光轴,o,光,e,光,光轴,与界面斜交，自然光,正入射,波射线,3.,尼克耳棱镜,自然光,e,光,O,光,光轴,将天然的方解石晶体按一定的要求加工成两块直角棱镜，然后再用特种树胶把它们粘合起来制成一块斜长方形的光学棱镜。

尼科耳棱镜可用于起偏和检偏,=,=0,y,x,仍为线偏振光,椭圆偏振光,右旋,左旋,偏振方向垂直、频率相同、相位差恒定的线偏振光的合成,合成轨道是,圆,称为圆偏振光,(,特殊的椭圆偏振光,),五、椭圆偏振光和圆偏振光 波片,1.,椭圆偏振光和圆偏振光,2.,晶体波片,晶体薄片，光轴平行于,薄片,表面,光线正入射,两束光出现固定的相位差,相干光,线偏振光,椭圆偏振光,椭圆偏振光,线偏振光,光轴,线偏振光,椭圆偏振光,光偏振状态的检验,第一步：用偏振片,线偏振光，自然光，圆偏振光，部分偏振光，椭圆偏振光,偏振片,(,转动,),线偏振光,I,变、有消光,圆偏振光,自然光,I,不变,部分偏振光,I,变、无消光,椭圆偏振光,第二步：,再用,1/4,波片,+,偏振片,四分之一波片,偏振片,(,转动,),自然光,圆偏振光,自然光,I,不变,线偏振光,有消光,椭圆偏振光,线偏振光*,有消光,部分偏振光,部分偏振光,I,变 无消光,六、,偏振光的干涉,1.,典型装置,甲区：,线偏振光，振幅,A,1,，,光强,乙区：,光轴,方向,o,光,e,光,线偏振光,单色,自然光,I,0,光轴,甲区,丙区,乙区,丙区：,与晶体种类、波长、波片厚度有关,单色,自然光,I,0,光轴,甲区,丙区,乙区,若,P,1,与,P,2,平行,无附加相位差,1.,光弹性效应,某些非晶体物质，在力的作用下发生形变时，将失去非晶体的各向同性的特征而具有晶体的性质，从而也能呈现出双折射现象。

七、人为双折射,a,),克尔效应,某些各向同性的非晶体或液体等透明物质，在强电场作用下，能变为各向异性而显示双折射现象,非晶体或液体，如硝基苯,+,-,b,）,泡克耳斯效应,：,2.,电光效应,。