第10章波动光学要点解析.ppt

PBL+PBL 10-25 什么叫自然光、偏振光、起偏器、检偏器、透射轴、旋光性?振动面在旋光物质中的左旋和右旋是怎样规定的? * 10-26 光是一种什么波?其电场矢量方向、磁场矢量方向、传播方向之间有什么关系?对于人眼的光感起主要作用的是哪个矢量? 1.光源中各原子或分子发光是间歇的独立的，其波列的电场矢量E可以取任一方向，没有哪一个方向比其它方向更占优势，即其在所有可能的方向上，光矢量E的振幅都相等，这样的光波称为自然光。普通光源如灯光、太阳光都属于自然光。 2.光束的光矢量E只在一个固定平面内沿一个固定方向振动，这种光称为偏振光。 3.凡能把自然光变成偏振光的装置叫起偏器。 4.用于检测光波是否偏振以及确定它的振动方向的装置称为检偏器。 * 5. 起偏器或检偏器中的一个让偏振光能够完全通过的方向称为起偏器或检偏器的透射轴。 6.当一束平面偏振光通过某些透明物质（例如石英）时，其振动面会发生旋转，物质的这种性质称为旋光性。 7.观察者面对着光线的入射方向，若偏振光的振动面顺时针旋转，称为右旋;若反时针旋转，则称为左旋。 ? * 光是一种电磁波，属于横波，其电场矢量E方向、磁场矢量B方向、光的传播方向三者互相垂直。对于光感起主要作用的是电场矢量E。 * 10-4 液晶 一、液晶的光学特性 * 二、液晶的电光效应 液晶和光的吸收自主学习要点指引 一.了解液晶的光学性质和电光效应 二.了解光的吸收.朗伯一比尔定律; 比色法分析原理。 * * *液晶是介于结晶态与液态之间的物质状态；既有晶体的各向异性，又有液体的流动性，故表现出许多重要的光学特性和电光效应。 *根据组成和生成条件分为：热致液晶和溶致液晶两大类；存在于生物体内的液晶（如生物膜、脂类、蛋白质和多糖等）称为生物液晶，均以溶致液晶为主。 *根据分子排列方式分为：近晶相、向列相和胆甾相三种。 液晶 一、液晶的光学特性 * 液晶内沿不同方向介电常量和折射率不同。 多数液晶只有一个光轴方向（近晶相液晶和向列相液晶的光轴沿分子长轴方向，胆甾相液晶的光轴垂直于分子层面）；入射光不沿光轴方向传播时，将发生双折射现象。 介电常量： 称正性液晶或P形液晶； 为负性液晶或N形液晶。 *胆甾相液晶有很强的旋光性。 * 式中p, n和 分别表示胆甾相液晶的螺距、平均折射率和掠射角。 *沿不同角度可以看到不同的色光，胆甾相液晶在白光照射下会出现彩色条纹。 *胆甾相液晶的螺距对温度很敏感，温度变化时，反射光颜色会发生变化——胆甾相液晶对光的选择反射(应用：温度显示器等)。 布拉格方程： 二、液晶的电光效应 * *在电场作用下液晶的光学特性发生变化的现象。 1.电控双折射效应： 偏振片P1 偏振片P2（与P1正交） 带透明电极的液晶（垂面排列 ） 透光 P1 P2 不透光 *外加超过阈值的电场，液晶分子轴在电场作用下倾斜;通过P1的偏振光在液晶内发生双折射，部分通过偏振片P2，整个装置由不透明变为透明。 * 2.动态散射效应： *将垂面排列或沿面排列的向列相液晶注入带透明电极的液晶盒内，未加电场时，液晶盒透明，当外加强度超过阈值的电场后，液晶盒变成不透明，这种现象称为动态散射。 *应用：7段液晶显示数码板 10-5 光的吸收 一、朗伯-比尔定律 * 二、比色分析法原理 液晶和光的吸收自主学习要点指引 一.了解液晶的光学性质和电光效应 二.了解光的吸收.朗伯一比尔定律; 比色法分析原理。 * * I I0 dx x 一、朗伯-比尔定律 1.朗伯定律：单色光通过均匀介质时因吸收引起光强变化。 吸收系数 与介质的性质和光的波长有关。 * 2.比尔定律 对稀溶液: 其中: 由吸收物质的特性和波长决定,与溶液的浓度无关。 二、比色分析法原理 * 测量通过同种溶液的光强变化，测定溶液的浓度。 ——相对透射率 通过厚为 的溶剂衰减为 通过厚为 的溶液衰减为 * 同种标准溶液 对应 ——液体的光密度 待测溶液浓度 取对数 相对透射率 T 越小，液体的光密度 D 越大，物质对光的吸收越强。 * 步骤： ①先盛纯溶剂（C=0），调节R使电流计满偏（D=0）; ②盛标准溶液C0，从电流计刻度盘读出相应的光密度D0; ③盛未知溶液C，读取光密度D; ④代入公式 ，计算未知溶液的浓度。 G R I I0 光电池 比色杯 滤光片 光源 光电比色计 PBL+TBL 10-33 什么叫光的吸收?光通过介质时为什么强度会减弱? * 答: 当光通过介质时，其强度会减弱，这种现象称为光的吸收。其强度减弱的原因主要有两个方面: 1.介质吸收了光子的能量; 2.一部分光子被原子、分