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① 经典电磁场理论观点：光电子的初动能应与入射光强度有关，与频率无关。当一定强度的光照射到金属表面上时，电子受光矢量的作用而发生受迫振动，从而将光能量转化为电子的振动能量，导致电子有足够能力克服金属表面逸出电势而逸出表面。也就是说，对于任何频率的光，只要具有足够大的光强度，就能够提供电子逸出金属表面所需要的能量，并不存在截止频率问题。 ② 按照波动理论观点：金属中的电子从入射光波中吸收能量时，必须积累到一定值，即电子逸出所需最小能量或称逸出功，才能从金属表面逸出。而入射光强度越小，能量积累的时间就越长。 (3) 光电效应实验结果与波动理论的矛盾 1.7光波场的量子性 说明： ② 渥拉斯顿棱镜的推广形式：洛匈棱镜，玻璃+方解石棱镜 ① 若用石英晶体做棱镜，则none，此时图中出射光束的偏振态互换 玻璃+方解石棱镜 B C D a e→e e→o A n=ne c 洛匈棱镜（负晶体） B C D a o→o o→e A c c 1.6 晶体光学器件 ① 结构：一块长宽比为3:1的方解石晶体两端面平行地磨去一部分，使∠ABD=∠DCA=68o，然后沿垂直于主截面及两端面的AD方向将晶体对切，并用加拿大树胶将切开的两个端面均匀地胶合在一起。 说明：光轴与两端面的夹角均为48o；加拿大树胶对可见光透明，对钠黄光的折射率nD=1.55，就o光和e光而言，加拿大树胶相对于晶体分别为疏介质和密介质（no=1.6548nDne=1.4864） 。 (2) 尼科耳棱镜 尼科耳棱镜（负晶体） c D 48o A B C D 68o A 71o c A（C） B（D） c 1.6 晶体光学器件 ② 工作原理：自然光沿晶体长棱方向（AC或BD）进入晶体后，分解为偏向略有不同的o光和e光。在树胶层AD处，o光的入射角（io=76o）大于全反射临界角（ioc=70o），经树胶层全部反射至被涂黑的棱镜侧壁；e光因不满足全反射条件而透过树胶层，故由棱镜出射的光束变为一束偏振面平行于晶体主截面和入射面的平面偏振光。 结论：与玻片堆类似，尼科耳棱镜可以用作起偏和检偏器。 尼科耳棱镜分光原理 c D o A B C e C D c 1.6 晶体光学器件 说明：平面偏振光进入尼科耳棱镜时，若偏振面平行（垂直）于晶体的主截面，则将作为e（o）光全部透过（损耗掉）；若偏振面与晶体的主截面夹角为q，则只有其在主截面上的投影分量可以穿过棱镜，且透射光强度大小由马吕斯定律确定。 ③ 缺陷：a. 入射光锥角不能太大，否则透射光的偏振度降低； b. 加拿大树胶对紫外光不透明，不能用于紫外光； c. 透射光相对入射光产生平移，同轴性不好。 1.6 晶体光学器件 格兰棱镜：尼科耳棱镜的一种改进形式，由两块直角棱镜胶合而成。 格兰-傅科棱镜：两直角棱镜的光轴均平行于棱镜端面，同时平行（或垂直）于入射面，两棱镜斜边之间以空气间隔代替加拿大树胶，棱镜角大于o光（但小于e光）临界角（a=38.5o，ico=37.5o，ice=42.6o），既可使紫外光透过（透光波段230nm～5000nm），又可使o光和e光的临界角减小，从而使棱镜的长宽比减小。 (3) 格兰棱镜 格兰-傅科棱镜（负晶体） 吸光涂层 c c 38.5o 38.5o (a) 吸光涂层 38.5o c 38.5o (b) c 1.6 晶体光学器件 两个直角棱镜的光轴同时平行于棱镜端面和入射面，两棱镜的斜边之间以亚麻油代替加拿大树胶，棱镜角大于o光（但小于e光）临界角，故出射光仍然是偏振面平行于入射面和晶体主截面的平面偏振光，并且出射光束相对入射光束不产生横向平移。此外，可以根据对入射光束孔径角的不同需要而取不同长宽比。 格兰-汤普森棱镜（负晶体） o c c e 格兰-汤普森棱镜： 1.6 晶体光学器件 晶体的二向色性：某些单轴晶体（电气石、硫酸碘奎宁等）对o光和e光强烈的选择吸收特性 二向色性偏振片：根据晶体二向色性原理制成的偏振片。能够将入射光中的o光分量全部吸收，而e光分量全部透过，从而使透射光变为偏振面平行于晶体光轴的平面偏振光。 单晶体二向色性偏振片：平行于光轴切割并加工成表面平行的电气石晶片 人造偏振片：如H偏振片，一种经加热、拉伸、浸碘处理的聚乙烯醇薄膜。 优点：面积可以做得很大，有效孔径几乎达180o，且工艺简单，成本低廉。 缺点：对黄色自然光的透过率低，约为30%，因而略带墨绿色。 (4) 二向色性偏振片 1.6 晶体光学器件 结构原理：类似于导电线栅原理，用拉直的细导线做成密排线栅（金质线栅，d=5.08×10-4mm），当入射自然光的波长远大于栅距时，其振动方向平行于栅线的偏振分量几乎被栅线全部反射，而振动方向垂直于栅线的偏振分量几乎全部通过。 (5) 线栅偏振器 线栅偏振器