第五章_光的偏振.pptVIP

* 在天然的晶体中，电气石晶体具有最强的二向色性，1mm厚的电气石可以把垂直光轴的光矢量全部吸收掉，使透射光成为振动方向与其光轴平行的线偏振光。 一般晶体的二向色性还与光波波长有关，因此，当振动方向相互垂直的两束线偏振白光，通过晶体后会呈现出不同的颜色，这也是二向色性这个名称的由来。 除了电气石外，有些有机化合物的晶体，如碘化硫酸奎宁也有二向色性。 * 目前广泛使用获得偏振光的器件是人造偏振片，称为H偏振片，简称偏振片。 制作方法： 把聚乙烯醇在碘溶液中浸泡后，在较高的温度下拉伸，再烘干制成。 浸泡过的聚乙烯醇膜分子沿着拉伸方向规则地排列，碘原子依次沿聚乙烯醇分子链排列起来。导电电子就能沿着分子长链方向运动。形成一条条导电的长链，称为分子导线。 * 入射光波中沿着长链方向的电场矢量，推动电子运动而做功。因而被强烈吸收，垂直长链方向的电矢量不对电子做功，能够通过。则透射光就成为线偏振光。 偏振片允许透过的光矢量的振动方向称为它的透振方向，或透光轴。 人造偏振片的优点是，可做成薄片，面积可做的很大，既轻便又廉价。因此被广泛使用。 缺点是，带有选择性吸收，使透射的偏振光带有颜色。另外，偏振度不高。 偏振器 起偏和检偏 90 180 270 360 0 ——消光 改变?，I 随之改变。 * （2）若入射光为部分偏振光，则透射光强会发生变化，且出现两次最大和两次最小，但无消光位置； （3）若入射光为自然光，转动检偏器透射的光强无变化。 若使入射光垂直通过检偏器，并以光线为轴，旋转检偏器一周，同时观察透过检偏器光强的变化。 （1）若入射光为线偏振光，则透射光强会发生变化，且出现两次最大和两次消光； * 例题5.2 P312 通过偏振片观察一束部分偏振光。当偏振片由对应透射光强最大的位置转过60o时，其光强减为一半，试求这束部分偏振光中的自然光和线偏振光的强度之比以及光束的偏振度。 解：部分偏振光相当于自然光和线偏振光的叠加。 设自然光的强度为In， 线偏振光的强度为Ip，则部分偏振光的强度为In＋Ip。 当偏振片处于使透射光强最大的位置时，其中的线偏振光通过偏振片后的强度仍为Ip，而自然光透过的强度为In /2。则透过的总光强为： * 偏振片转过60o后，透射光的强度为： 根据题意： 即 由此可得线偏振光与自然光的强度之比为： * 因此，该光束通过偏振片的后的最大光强可写为： 则该光束的偏振度为： 本节结束 5-3 光通过单轴晶体时的双折射现象 一、双折射现象 O光 e光 双折射现象 方解石晶体 CaCO3 纸面 某些透明晶体（如方解石、石英等）沿不同方向其光学特性有所不同（各向异性）。 一束单色光入射于这种晶体时会产生两束折射光，称为双折射现象。 透过这种晶体去观察物体，则会看到双重像。 寻常与非常光 续上 若用细光束垂直于晶面入射 不偏折。 偏折。若转动晶体，e光亦转动。 若用偏振器检查， 都是线偏振光且偏振方向互相垂直。 所以，利用双折射现象也可以获得线偏振光。 晶体的光轴 方解石、石英、红宝石等晶体，只有一个光轴方向，称为单轴晶体。 云母、蓝宝石、橄榄石等晶体，有两个光轴方向，称为双轴晶体。 晶体的光轴是晶体中的一个特殊的方向，在该方向上，o光、e光的传播速度（大小和方向）相同，即折射率相等，不产生双折射现象。 * 光的偏振 * 光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性，光的偏振现象证实了光的横波性。这些都是对光的波动理论的有力证明。 在光与物质相互作用时，横波振动着的电矢量起主要作用，电矢量的各种振动状态使光具有各种偏振态。 §5.1 自然光与偏振光 Natural Light and Polarized Light E 播 传 方 向 振 动 面 · 面对光的传播方向看 * 光是横波,光的振动方向应始终与光的传播方向垂直.但是,在垂直于光的传播方向的平面内, 光矢量还可以有不同的振动状态，我们称在垂直于光传播方向的二维平面内，光矢量的振动状态叫做光波的偏振态. 光波按偏振态来划分，可分为五种： （1）自然光；（2）部分偏振光；（3）线偏振光；（4）圆偏振光；（5）椭圆偏振光。 也可以是以上几种偏振状态的组合。 * 1.自然光 普通光源中包含许许多多分子和原子,不同的原子或分子所发出的光波,或同一原子不同时刻所发光波,其振动方向、振幅、初始相位各不相同. 在垂直于光传播方向的平面内, 在观测时间间隔内,光振动在各个方向的几率相同,没有那一个方向占更大优势. 这种光称为自然光. 电矢量对于光的传播方向