光的偏振精品課件

1、光的偏振第1頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一光的干涉、衍射 光的波動(dòng)性 .機(jī)械橫波與縱波的區(qū)別:機(jī)械波穿過狹縫橫波有偏振現(xiàn)象第21章 光的偏振振動(dòng)相對于傳播方向的不對稱性，稱為偏振性。 光的偏振 光波是橫波.第2頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一 自然光 ：一般光源發(fā)出的光中，包含著各個(gè)方向的光矢量，且在所有可能的方向上的振幅都相等（軸對稱）這樣的光叫自然光 . 自然光可以用互相垂直的互為獨(dú)立的振幅相等的光振動(dòng)表示 , 并各具有一半的振動(dòng)能量 .符號表示沒有優(yōu)勢方向自然光的分解21-1 自然光 偏振光一、自然光 偏振光第3頁，共29頁，2022年，

2、5月20日，4點(diǎn)31分，星期一 偏振光（線偏振光）符號表示 部分偏振光 ：某一方向的光振動(dòng)比與之垂直方向上的光振動(dòng)占優(yōu)勢的光為部分偏振光 .符號表示光振動(dòng)只沿某一固定方向的光 .振動(dòng)面第4頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一二、偏振片的起偏和檢偏起偏：使自然光（或非偏振光）變成線偏振光的過程。檢偏：檢查入射光的偏振性。自然光偏振片線偏振光一、偏振片.偏振化方向：只允許沿某一特定振動(dòng)方向的光通過的光學(xué)器件。偏振片允許通過的光矢量的振動(dòng)方向。.偏振片：偏振化方向21- 線偏振光的獲得與檢驗(yàn) 自然光通過偏振片后成為線偏振光，線偏振光的振動(dòng)方向與偏振片的偏振化方向一致。第5頁，共2

3、9頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一自然光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器-光強(qiáng)不變偏振光通過旋轉(zhuǎn)的檢偏器兩偏振片的偏振化方向相互垂直, 光強(qiáng)為零-光強(qiáng)變化第6頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一當(dāng) P1 / P2 時(shí)，透射光最強(qiáng)。當(dāng) P1 P2 時(shí)，透射光為0。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)消光起偏器檢偏器I?P待檢光I不變？是什么光I變，有消光？是什么光I變，無消光？是什么光問題第7頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一三. 馬呂斯定律強(qiáng)度為I1的偏振光，通過檢偏器后，透射光的強(qiáng)度為： -線偏振光的振動(dòng)方向與檢偏器的偏振化方向之間的夾角。 例：兩偏振片偏振化方向夾角為 則有：

4、第8頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一解：設(shè)兩偏振片偏振化方向間的夾角為，（1）(2) 三個(gè)偏振片時(shí)，中間偏振片與前后兩偏振片夾角均為30例:兩個(gè)偏振片疊放在一起，強(qiáng)度為I0的入射自然光垂直照射其上，透射光強(qiáng)為I0 /8，求：1) 這兩個(gè)偏振片的偏振化方向的夾角？ 2) 若在兩偏振片中間再插入另一偏振片，其偏振化方向與前后兩片偏振片的偏振化方向夾角相等，那么通過三個(gè)偏振片后的透射光強(qiáng)又是多少？自然光Io由馬呂斯定律第9頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一例 : 強(qiáng)度為Io自然光連續(xù)通過三個(gè)疊在一起的偏振片A、B、C，AC，求最大透射光強(qiáng)。解 : 設(shè)偏振

5、片A、B偏振化方向間的夾角為，有ABC自然光Io透射光強(qiáng)為可見最大透射光強(qiáng)為第10頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一例: 一束光是自然光和線偏振光的混合。當(dāng)它通過一偏振片后，測得最大透射光強(qiáng)是最小透射光強(qiáng)的5倍，求入射光中自然光和線偏振光的光強(qiáng)之比。解: 設(shè)入射光中自然光的光強(qiáng)為I1，線偏振光的光強(qiáng)為I2，則透射光強(qiáng)即入射光中自然光和線偏振光的光強(qiáng)之比為1:2。第11頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一四. 偏振光的應(yīng)用汽車車燈與窗玻璃用同一偏振化方向的透明膜1. 防止對面來的燈光耀眼第12頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一2.立

6、體電影原理：利用人眼的雙眼效應(yīng)第13頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一有反射光干擾的櫥窗在照相機(jī)鏡頭前加偏振片消除了反射光的干擾 自然光在兩種各向同性介質(zhì)的分界面上反射和折射時(shí)，不但光的傳播方向要改變，而且光的偏振狀態(tài)也要改變，所以反射光和折射光都是部分偏振光。21-3 反射和折射光的偏振第14頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一一、反射和折射時(shí)光的偏振自然光部分偏振光反射和折射的偏振化程度與入射角有關(guān)。部分偏振光 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在反射光中垂直于入射面的光振動(dòng)多于平行振動(dòng);而在折射光中平行于入射面的光振動(dòng)多于垂直振動(dòng)。二、布儒斯特定律自然光線偏振光部分偏振

7、光當(dāng)入射角等于某一特定值i0，且滿足時(shí)反射光成為線偏振光。布儒斯特角第15頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一當(dāng)入射角為 i0 時(shí)，反射線和折射線正交，即即結(jié)論自然光線偏振光部分偏振光第16頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光i0(接近線偏振光)玻璃片堆最后獲得兩束振動(dòng)面互相垂直的線偏振光第17頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一一. 雙折射現(xiàn)象 對于各向異性晶體，一束光射入晶體后，可以觀察到有兩束折射光的現(xiàn)象。n1n2io光e光(各向異性媒質(zhì))自然光尋常光線(o光) -遵守折射定律非常光線(e光) -不遵守折

8、射定律o光和e光都是線偏振光。21-4 雙折射第18頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一光雙折射紙面光方解石 晶體例如：白紙上寫一個(gè)光字，將方解石放在紙上，可觀察到兩個(gè)光字，旋轉(zhuǎn)方解石，一個(gè)字不動(dòng)，另一個(gè)子旋轉(zhuǎn)。第19頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一光光雙折射紙面方解石 晶體第20頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一光光雙折射紙面方解石 晶體第21頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一光光雙折射紙面方解石 晶體第22頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一光光雙折射紙面方解石 晶體 當(dāng)方解石晶體旋

9、轉(zhuǎn)時(shí)，o光不動(dòng)，e光圍繞o光旋轉(zhuǎn)第23頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一二、 晶體的光軸與主平面 當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸?！肮廨S”是一特殊的“方向” 。凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體AB光軸102主平面：晶體內(nèi)任一光線和光軸所決定的平面為此光線的主平面。光軸方解石o光的振動(dòng)方向與它的主平面垂直，e光的振動(dòng)方向與它的主平面平行。e光和o光的電矢量振動(dòng)方向垂直。第24頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一O光波陣面 光波陣面光軸 尋常光線 在晶體中各方向上傳播速

10、度相同. 常量 非常光線 晶體中各方向上傳播速度不同,隨方向改變而改變.三. 晶體的主折射率，正晶體、負(fù)晶體 no ，ne 稱為晶體的主折射率第25頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一 正晶體：ne no負(fù)晶體：ne no(ve vo)點(diǎn)波源votve t光軸石英votvet光軸點(diǎn)波源方解石如石英晶體如方解石晶體負(fù)晶體對o光偏折大，對e光偏折小。正晶體對o光偏折小，對e光偏折大。第26頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一 單一的方解石晶體產(chǎn)生的o、e偏振光靠得很近，尼克爾棱鏡可使兩束光分得較開。將加工后的兩塊方解石用加拿大膠粘合起來制成。光軸加拿大膠四、尼克爾棱鏡對于e光可以透過，則獲得偏振光。對于o光產(chǎn)生全反射尼科耳棱鏡可用于起偏和檢偏第27頁，共29頁，2022年，5月20日，4點(diǎn)31分，星期一(A) 傳播方向相同,光矢量的振動(dòng)方向互相垂直. C (D) 傳播方向不相同,光矢量的振動(dòng)方向不互相垂直.(C) 傳播方向不相同,光矢量的振動(dòng)方向互相垂直.(B) 傳播方向相同,光矢量的振動(dòng)方向不互相垂直.例. ABCD 為一塊方解石的一個(gè)截面，光軸方向在屏幕面內(nèi)且與AB 成一銳角q ,如圖所示.一束平行的單色自然光垂直于 AB 端面入射.在方解石內(nèi)折射分解為 o 光和 e 光, o 光和 e 光的 :第