第十六章光的偏振1614自然光和偏振光.pptVIP

* 2 双折射的寻常光和非寻常光 寻常光线 -- ordinary rays) --- 服从折射定律的光线 非寻常光线 -- extraordinary rays) --- 不服从折射定律的光线 一般情况，非寻常光线不在入射面内。 实验证明： o光和e光均为偏振光。 A C B O e D e O * 二 产生双折射的原因 O光波阵面 光波阵面 光轴 寻常光线：在晶体中各方向上传播速度相同。 常量 非寻常光线：晶体中各方向上传播速度不同，随方向改变而改变。 为主折射率 正晶体 负晶体 * 方解石晶体 光轴：在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。称这一方向为晶体的光轴。 光轴 三 几个概念 A B 光轴 ?单轴晶体：一个光轴 双轴晶体：两个光轴 ?光轴代表着一个方向，与光轴平行的线都是光轴 * 主截面：在晶体内，晶体光轴与晶面法线方向构成的平面。 实验表明：o光的振动方向垂直于其主平面，e光的振动方向在其主平面内。 o光的主平面：在晶体中o光与光轴所组成的平面叫做o光的主平面。 e光的主平面：在晶体中e光与光轴所组成的平面叫e光的主平面。 光轴 o光 e光 * 当入射光位于晶体的主平面内时（即入射面就是晶体的主平面 ）， o光、e光以及它们的主平面都在入射面内（两光的主平面与入射面重合）。此时， o光和e光的光矢量振动方向互相垂直。 例. ABCD 为一块方解石的一个截面，光轴方向在屏幕面内且与AB 成一锐角q ,如图所示.一束平行的单色自然光垂直于 AB 端面入射.在方解石内折射分解为 o 光和 e 光, o 光和 e 光的 : (A) 传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直. (D) 传播方向不相同,光矢量的振动方向不互相垂直. (C) 传播方向不相同,光矢量的振动方向互相垂直. (B) 传播方向相同,光矢量的振动方向不互相垂直. [ C ] * B C A D ABCD为主截面 四 尼科耳棱镜--偏振器件 o光 e光 加拿大树胶 纳黄光对方解石、胶的折射率 n n n BC为黑色 * 尼科耳棱镜可用于起偏和检偏 e光 e光 最明 M N M N 最暗 原理：把自然光分成寻常光和非寻常光，然后利用全反射把寻常光反射到棱镜侧壁上，，只让非寻常光通过，从而获得一束振动方向固定的线偏振光。 醉雪—风随心动 * 16-1 自然光和偏振光 实验：试想象你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。好了，如果你现在拿绳子上下波动，这些波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是“透明的”。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了。 * 机械波穿过狭缝 一 何谓光的偏振 对纵波而言，包含传播方向与振动方向所构成的平面，哪一个都一样，没有一个显示出与另一个有什么区别或不同。称之为：波的振动方向对传播方向具有对称性。 * 光的振动方向在振动平面内不具有对称性，叫做光的偏振。 对横波而言，由传播方向与振动方向所构成的平面，与包含传播方向而不包含振动方向的其它平面有区别。称之为：波的振动方向对传播方向不具有对称性。这种不对称性称之为偏振。 机械波的横波与纵波的区别------偏振 光的波动性 光的干涉、衍射 光波是横波 光的偏振 * 普通光源发光的特点： ?在同一时间在大批原子发光；（不是全部） ?就单个原子而言，每个原子都是断断续续发光，每次发光时间极短（~10-8s）且一次只能发出一个有限长具有偏振性的波列。 ?同一原子先后发出的光及同一瞬间不同原子发出的光的频率、振动方向、初相位、发光的时间均是随机的。 结论：大量原子所发出的光的合振动的振动面是随机的，且各个方向的几率相同。 二 自然光 偏振光 部分偏阵光 观测光矢量在各个方向的平均值,没有哪一个方向占优势,也没有在任何时间段内占优势,即这种光在时间上具有均匀性,在空间上具有对称性.这就是自然光. * 1 自然光：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等(轴对称)这样的光叫自然光。 自然光以两互相垂直的互为独立的（无确定的相位关系）振幅相等的光振动表示，并各具有一半的振动能量。 符号表示 总光矢量分量的特点： (2)各光矢量间无固定的相位关系。 (1)互相垂直方向是任选的。 (3)各光矢量振幅相等。 * 2 偏振光 符号表示 3 部分偏振光 光矢量始终沿某一固定方向振动的光被称为线偏振光。 振动面 某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光被称为部分偏振光 。 符号表示 * 偏振度 若一偏振光，光强最强的方向的光强的