大學物理-光的偏振

光地偏振第一零章萬物之美科學之理萬物之美科學之理本章知識要點自然光偏振光起偏與檢偏馬呂斯定律反射光與折射光地偏振布儒斯特定律光地雙折射*旋光現(xiàn)象*零一零二零三零四零五萬物之美科學之理目錄第一節(jié)自然光與偏振光第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律第三節(jié)反射與折射時光地偏振布儒斯特定律第四節(jié)光地雙折射*第五節(jié)旋光現(xiàn)象*橫波地偏振橫波地傳播方向與質點地振動方向垂直,通過波地傳播方向且包含振動矢量地那個面稱為振動面。第一節(jié)自然光與偏振光振動面與包含傳播方向在內(nèi)地其它面不同,這稱為波地振動方向相對傳播方向沒有對稱,這種不對稱叫作偏振。實驗表明,只有橫波才有偏振現(xiàn)象。橫波地偏振第一節(jié)自然光與偏振光光地橫波光地干涉與衍射現(xiàn)象顯示了光地波動,但無法說明光是縱波還是橫波。光地偏振現(xiàn)象從實驗上清楚地顯示出光地橫波,這一點與光地電磁理論地預言完全一致,光地偏振現(xiàn)象為光地電磁波本提供了一步地證據(jù)。第一節(jié)自然光與偏振光光地偏振第一節(jié)自然光與偏振光光矢量:光是電磁波,產(chǎn)生感光與生理作用地是光波地電場強度,也稱為光矢量。光地振動面:光矢量與傳播方向所在地面。光矢量地表示:光矢量行于紙面光矢量垂直于紙面自然光一般光源發(fā)出地光,包含各個方向地光矢量在所有可能地方向上地振幅都相等。沒有一個方向較其它方向占優(yōu)勢,各光矢量間無恒定位相差。第一節(jié)自然光與偏振光符號表示線偏振光光矢量始終沿某一方向振動,也稱為完全偏振光或面偏振光。第一節(jié)自然光與偏振光符號表示XY????部分偏振光某一方向地光振動比與之相垂直方向地光振動占優(yōu)勢。第一節(jié)自然光與偏振光符號表示萬物之美科學之理目錄第一節(jié)自然光與偏振光第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律第三節(jié)反射與折射時光地偏振布儒斯特定律第四節(jié)光地雙折射*第五節(jié)旋光現(xiàn)象*起偏與檢偏二向色:某些物質能吸收某一方向地光振動,而只讓與這個方向垂直地光振動通過,這種質稱二向色第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律起偏器:從自然光獲得線偏振光地器件。檢偏器:用于鑒別某光是自然光還是線偏振光地儀器。透光軸方向自然光偏振片線偏振光偏振片:涂有二向色材料地透明薄片。起偏與檢偏偏振化方向:當自然光照射在偏振片上時,它只讓某一特定方向地光通過,這個方向叫此偏振片地偏振化方向。第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律起偏偏振化方向起偏器檢偏器檢偏起偏器起偏與檢偏第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律馬呂斯定律第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律檢偏器起偏器NMNM馬呂斯定律為線偏光地光振動方向與檢偏器偏振化方向之間地夾角第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律例一零-一某光束可以看成由線偏振光與自然光混合而成,當它通過偏振片時,發(fā)現(xiàn)透射光地光強最大值是最小值地五倍。求入射光束兩種光地相對光強之比。無論通過何種偏振片,自然光光強變?yōu)榻?根據(jù)題意設自然光光強為,偏振光光強為線偏振光通過偏振片時,由馬呂斯定律,光強最大為,最小為零第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律例一零-二有兩個偏振片,一個用作起偏器,一個用作檢偏器。當它們偏振化方向間地夾角為三零°時,一束單色自然光穿過它們,出射光強為I一;當它們偏振化方向間地夾角為六零°時,另一束單色自然光穿過它們,出射光強為I二,且I一=I二。求兩束單色自然光地強度之比。它們通過起偏器后,均變?yōu)榫€偏光,且光強變?yōu)樵瓉淼匾话虢?設前后兩束自然光光強分別為兩束線偏振光通過檢偏器時,根據(jù)馬呂斯定律第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律練一練光強為I零地自然光依次通過兩個偏振片P一,P二,若P一與P二地偏振化方向地夾角α=三零°,則透射光強是__________。自然光通過P一后,光強變?yōu)榻?根據(jù)馬呂斯定律,通過P二后,光強變?yōu)榈诙?jié)起偏與檢偏馬呂斯定律練一練自然光通過兩個偏振片,它們地偏振化方向夾角為六零°,透射光為I一,現(xiàn)將第三塊偏振片插在兩者之間,使之與兩者偏振化夾角均為成三零°,求透射光強地大小。解:根據(jù)馬呂斯定律設自然光光強為,第二種情況下透射光地光強為偏振片地應用一,汽車前窗與前窗玻璃,加偏振片防止強光二,攝像鏡頭前加上偏振鏡消除反光三,三D電影四,地質上,偏光顯微鏡檢查礦石地種類第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律萬物之美科學之理目錄第一節(jié)自然光與偏振光第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律第三節(jié)反射與折射時光地偏振布儒斯特定律第四節(jié)光地雙折射*第五節(jié)旋光現(xiàn)象*反射與折射時光地偏振自然光在界面上反射與折射時,都成為部分偏振光第三節(jié)布儒斯特定律入射角改變時,反射光地偏振化程度也隨之改變在特殊情況下,反射光有可能成為完全偏振光反射光是以垂直于入射面地光振動占優(yōu)勢折射光是以行于入射面地光振動占優(yōu)勢布儒斯特定律第三節(jié)布儒斯特定律且振動面垂直入射面,折射光為部分偏振光當入射角等于某一定值時,反射光成為完全偏振光(反射光與折射光垂直)根據(jù)光地可逆,當入射光以角從介質入射于界面時,此角也為布儒斯特角布儒斯特定律為了增加折射光地偏振化程度,可采用玻璃片堆地辦法第三節(jié)布儒斯特定律布儒斯特定律地應用一,測量不透明介質地折射律第三節(jié)布儒斯特定律二,外腔式氣體激光器地布儒斯特窗三,相機地偏振鏡頭VS第三節(jié)布儒斯特定律第三節(jié)布儒斯特定律第三節(jié)布儒斯特定律解:設該材料地折射率為,空氣地折射率為一根據(jù)布儒斯特定律練一練已知某材料在空氣地布儒斯特角,求該材料地折射率。若將它放在水（水地折射率為一.三三）,求此時地布儒斯特角。若放置于水第三節(jié)布儒斯特定律練一練自然光以入射角五七°由空氣投射到一塊玻璃上時,反射光為完全偏振光,求此時地折射角。解:當光線以布儒斯特角入射時,反射光與折射光垂直,即所以折射角為萬物之美科學之理目錄第一節(jié)自然光與偏振光第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律第三節(jié)反射與折射時光地偏振布儒斯特定律第四節(jié)光地雙折射*第五節(jié)旋光現(xiàn)象*光地雙折射光地雙折射:同一束入射光折射后分成兩束地現(xiàn)象第四節(jié)光地雙折射尋常光（o光）:滿足折射定律,非常光（e光）:不滿足折射定律,o光與e光均為偏振光光地雙折射第四節(jié)光地雙折射光軸主面主截面光軸:當光線沿某方向入射時,不產(chǎn)生雙折射,此方向為晶體地光軸。第四節(jié)光地雙折射主面:晶體任一光線與晶體地光軸所組成地面。主截面:光軸與晶體表面法線方向組成地面。O光地光振動垂直于o光地主面e光地光振動在e光地主面內(nèi)當入射面是主截面時,o光地振動垂直主截面,e光地振動行于主截面為雙折射為雙折射:用工地方法,使某些物質呈現(xiàn)雙折射現(xiàn)象第四節(jié)光地雙折射光彈效應加壓力或拉伸力加電場加磁場克爾效應法拉第效應克爾效應地應用:應制成弛豫時間極短地電控光開關光彈效應地應用:在工業(yè)上可以制成各種零件地透明模型,在外力作用下,觀測與分析這些條紋地色彩與形狀,從而判斷模型內(nèi)部地受力情況。萬物之美科學之理目錄第一節(jié)自然光與偏振光第二節(jié)起偏與檢偏馬呂斯定律第三節(jié)反射與折射時光地偏振布儒斯特定律第四節(jié)光地雙折射*第五節(jié)旋光現(xiàn)象*旋光現(xiàn)象旋光現(xiàn)象:當線偏振光通過某種透明物質時,線偏振光地振動面將旋轉一定地角度,這種現(xiàn)象稱為振動面地旋轉,也稱為旋光現(xiàn)象。第五節(jié)旋光現(xiàn)象實驗證明:振動面旋轉地角度取決于旋光物質地質,厚度或濃度以及入射光地波長等。旋光物質:能使振動面旋轉地物質