高二物理競賽光的偏振課件

光的偏振光波性質：橫波c

電矢量E、磁矢量H有單一對應關系、同步性

在許多方面磁場的作用比電場的作用小的多一般都選用電矢量E代表光的振動——光矢量——光的偏振性一.自然光沒有優(yōu)勢方向自然光的分解沿光傳播方向看自然光中電矢量E在任意方向都是均勻分布的每一個光矢量都可以分解為x、y方向分量二.線偏振光E播傳方向振動面線偏振光的表示法：·····光振動垂直板面光振動平行板面

完全偏振光、平面偏振光

塞曼效應譜線的偏振性質發(fā)光前原子系統(tǒng)的角動量等于發(fā)光后原子系統(tǒng)的角動量與所發(fā)光子的角動量的矢量和(光子的角動量為).Δmj=mj2(初)-mj1(末)=+1（σ+型偏振）原子在磁場方向的角動量減少1?，所發(fā)光子必定具有在磁場方向+1?的角動量。迎著磁場方向觀察：該光的矢量逆時旋轉，所以它是左旋圓偏振光σ+垂直于磁場方向觀察：

線偏振光。Δmj

＝1，-1產生σ型偏振；Δmj＝0產生π型偏振。BBΔm=m2(初)-m1(末)=-1（σ-型偏振）原子在磁場方向的角動量增加1?，所發(fā)光子必定具有在磁場方向-?的角動量。迎著磁場方向觀察：該光的矢量順時旋轉，所以它是右旋圓偏振光σ-垂直于磁場方向觀察：

線偏振光。B迎著磁場方向觀察：光的矢量逆時旋轉，左旋圓偏振光σ+迎著磁場方向觀察：光的矢量順時旋轉，右旋圓偏振光σ-Δm=0（型偏振）光子攜帶角動量垂直于磁場。迎著磁場方向觀察：觀察不到Δm=0躍遷的光垂直磁場方向觀察：電矢量平行磁場的線偏振光。BE對于Δm=m2-m1=0的情況，原子在磁場方向(z方向)的角動量不變，光子必定具有在與磁場垂直方向(設為x方向)的角動量，光的傳播方向與磁場方向垂直，與光相應的電矢量必定在yz平面內，它可以有Ey和Ez分量。但是，凡角動量方向在xy平面上的所有光子都滿足Δm=0的條件，因此，平均的效果將使Ey分量為零。于是，在沿磁場方向(z)上既觀察不到Ey分量，也不會有Ez分量(橫波特性)，因此就觀測不到Δm=0相應的π偏振譜線。

按觀察方向：垂直磁場方向：

迎磁場方向：因為他們研究了磁性對輻射現象的影響"1902年諾貝爾物理學獎彼得·塞曼亨德里克·洛倫茲當時，當時，鈉黃線在強磁場中譜線分裂為三條!-1,-1/2,-2ml,ms,ml+2ms1,1/2,20,1/2, 10,-1/2,-10,1/2,10,-1/2,-11,-1/2;-1,1/20選擇定則：3p3sB=0B≠0-1,-1/2,-2考慮旋軌耦合，鈉黃線在強磁場中譜線分裂為五條。ml,ms,ml+2ms1,1/2,20,1/2, 10,-1/2,-10,1/2,10,-1/2,-13p3s1,-1/2;-1,1/20對ml≠0的考慮自旋-軌道耦合引起的能量位移(ml.ms>0上移；ml.ms<0下移)后，原來三條譜線中的兩條會分裂，將觀察到五條譜線.強、弱外磁場說明在強磁場情況下，表征電子狀態(tài)的量子數是(n,l,ml,ms);磁場的強弱是相對的；當外磁場引起的能級分裂遠小于由旋軌耦合引起的精細結構分裂時，磁場為弱場；反之，磁場為強場。在弱磁場情況下，表征電子狀態(tài)的量子數是(n,l,j,mj);WeakBStrongBJ與外磁場耦合L與S分別與外磁場耦合Paschen-BackEffectZeemanEffectZeemanEffectPaschen-BackEffectNormalZeemanEffectandPaschen-BackEffect都是使原來的譜線一分為三，但它們所用磁場的強弱不同，能級分裂的間隔也不相同。解:此能量也可理解為電子自旋磁矩與電子軌道運動產生的內磁場間的作用所致。B=3.2T相對是強磁場

，表現為帕邢-貝克效應。能級的裂距