大学物理光的偏振解析.ppt

A C D F . . . . . . . . . . e o e o 光轴 i （1） 平面波倾斜入射方解石晶体 E G §15.15 尼科耳棱镜 渥拉斯顿棱镜 波晶片 一、 尼科耳棱镜 双折射虽能产生o 、 e两束线偏振光,但由于分不开,不好用.实际应用:用双折射晶体制成器件以获得线偏振光. 原理：利用o、e光的折射率不同，设法使其中一束 光产生全反射。 设计巧妙！ 尼科耳棱镜：将一块方解石切成两半，再用加拿大树胶粘合而成。 B C A D 光 光 加拿大树胶 加拿大树胶的折射率介于o、e光折射率之间 对于o光而言,从光密（1.658）到光疏（1.55),入射角大于临界角,使o光发生全反射. 对于e光而言,从光疏(1.486)到光密(1.55), 不发生全反射.从而获得一束振动方向在纸面内的线偏振光. B C A D 光 光 全反射 光轴 光轴 A B C D e光 o光 二、 渥拉斯顿棱镜 三、 波晶片 晶片:从单轴晶体上切下的平行薄片.特点:光轴与晶片表面平行. 平行光垂直入射 o、e光虽不分开,但速率相差得最多,因而产生光程差、位相差. A C D . . . . e o e o 光轴 B . . . . 光程差 位相差 ?波片 1/2波片 注意:波片对特定波长而言. 五种不同偏振态光的检测方法： 旋 转 的 偏 振 片 P1 线偏振光 自然光 圆偏振光 部分偏振光 椭圆偏振光 ? 波 片 + 旋 转 的 检 偏 片 p2 通过光强度的变化及 有无消光判断。 振动面：光矢量E与传播方向组成的平面。 偏振: E的振动方向对传播方向的不对称性。 光矢量 振动面 v 0 H E 只有横波才有偏振现象 §15-11 光的偏振 线偏振光的表示法： . . . . . . . . . 光矢量在屏平面内 光矢量与屏平面垂直 自然光的表示法： . . . . . . . . . . . . . 3、部分偏振光 如果将自然光中的两个垂直分量中的其中一个分量 部分地削弱，所得的光线称为部分偏振光。 部分偏振光表示法： . . . . . . . . 第一 如何判别光源的偏振态 偏振光的检验 三个基本途径 原理： 1、二向色性 2、布儒斯特定律 3、双折射 第二 如何从普通光源中取得偏振光 从实用的角度 必须解决两大问题 偏 振 化 方 向 自 然 光 线 偏 振 光 偏振片 2、起偏 ∶自然光通过偏 振片后变为线偏振光 ， 称为 起偏 。 3、检偏 ∶偏振片又可用来 检验光线的偏振化程度 ，称 为检偏 。 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 §15-12 马吕斯定律 马吕斯定律 I 0 I = A A 0 2 2 = cos A 0 2 A 0 2 2 a . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 A A 0 A A 0 I 0 I 检偏器偏 振化方向 a cos A A 0 = a 检偏器前偏振光振动方向与检偏器 偏振化方向之间的夹角 a p263例15-28:一束自然光和偏振光组成的混合光通过偏振片时,改变偏振片的取向,发现透射光强可变化7倍,试计算入射光中两种光光强各占总入射光强的比例. 解:设入射光强为I0,线偏振光光强为I01,自然光强为I0 -I01 当偏振片偏振化方向与线偏振光偏振方向平行时 当偏振片偏振化方向与线偏振光偏振方向垂直时,线偏振光完全不能通过 题设 线偏振光占 自然光占 §15-13 反射光和折射光的偏振 . . . . . . . . . . i n 1 n 2 r 以任意角度入射 以任意角度入射时，反射光和 折射光都为部分偏振光。 实验和理论都表明： 反射光中垂直于入射面振动 的光的强度比较大，折射光中 在入射面内振动的光的强度比 较大，均为部 分偏振光 。 一、布儒斯特定律 . . . . . . . . . . n 1 n 2 以布儒斯特角入射 当改变入射角，使之满足 ∶ 则反射光为线偏振光 ，折射光仍 为部分偏振光，且有 ∶ (i0叫做起偏角 ) 证明 ∶ 由折射定律 二、利用玻璃堆获得偏振光 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 线偏振光 自然光 入射 例 2、一束自然光以 600角入射到玻璃表面上 ，若 反射光是 完全偏振光 ，求透射光的折射角和玻璃 的折射率 。 解 ∶由布儒斯特定律 折射角 玻璃的折射率 象 折射现 o 光 方解石晶体 CaCO 3 双 e 光 纸面 折射现 §15-14 光的双折射现象 一、双折射现象 一束光进