偏振1解释下列名词双折射光轴主截面二向色性.docVIP

偏振 解释下列名词： （1）双折射；（2）光轴；（3）主截面；（4）二向色性；（5）色偏振；（6）色散。 解：（1）双折射；对于光学性质各向异性的晶体，一束入射光会在晶体内分解为两束折射光的现象。 （2）晶体内一个方向，光沿该方向不发生双折射，如同在各向同性介质里一样。这个方向称为晶体的光轴。 （3）包含晶体光轴和光线的平面叫主截面。 （4）光线在双折射晶体内分解为寻常光（o光）和非常光（e光）。晶体对o光和e光有不同的吸收。这种现象叫晶体的二向色性。 （5）当白光照明由两个偏振片和夹在其中的晶体片组成的系统时，由于不同波长成分的光通过同一晶片时所分解的o光、e光成分之间的相位差不同，致使透过第二块偏振片时干涉相消相长情况各异，当转动这两个偏振片之一时，出射光会发生变化。这种现象叫色偏振，或显色偏着。 （6）色散：光学介质对不同频率光的折射率不同，这种性质叫色散。牛顿最早发现玻璃棱镜将太阳光分解成彩色光谱这种色散现象。 2、如附图所示，由方解石构成的渥拉斯顿棱镜的顶角时，两出射光线间的夹角为多少？已知 。 解：如图，在中间界面上发生的折射情况是。光线1由折射率到介质，光线2由折射率到介质，入射角均为。折射角分别设为和。此时，两光线在第二块棱镜中的传播方向仍由通常的折射定律确定，代入，算出 再考虑1，2两条光线在最后界面的折射情况。根据几何关系，此时它们的入射角分别为 相应的折射角为 两光线夹角为 3、附图所示的尼科耳棱镜中，为直角，SM平行于。试计算此时能使o光在棱镜粘合面上发生全反射的最大入射角度以及相应的。设以钠黄光入射，入射方向为 解：尼科耳棱镜的两部分是用加拿大树胶(n=1.55)粘合的，o光在界面上全反射临界角（参见附图）为 此时第一界面的折射角为 相应的最大入射角为 所以 4、如图1，在杨氏双缝实验中，在光源孔后置偏振片P，在缝S1、S2后分别置P1和P2，使P的透光方向与P1平行，与P2成角。求屏上干涉条纹可见度，若去掉P，情况又如何？ 解：设光源孔处于自然光振幅为，P后振幅为，由于P，所以P1后光振幅亦为。 对P2而言，入射光场振幅与P2透光轴成角，所以P2透光轴方向振动的振幅为。 将分解为与平行、垂直的两个分量和，如图2 与是振动方向相同的相干光，将在屏上发生干涉，而与它们振动方向垂直的与它们不相干，将形成屏上的背景强度。 相干强度为 非相干强度为 强度极大为 强度极小为 条纹的可见度为 若取走P，则 ，沿方向 ，沿方向，它投影到方向得到与的相干分量，与垂直的非相干分量 5、如图1所示，在杨氏干涉实验装置中，以单色自然光照射小孔S，幕上将出现杨氏干涉条纹，在中央附近干涉极大的强度相对均匀，在较大范围内则将表现出单缝衍射的影响。 （1）若在S后放置一偏振片P，试问幕上的干涉条纹是否变化？ （2）若在双缝S1和S2后再各加一偏振片P1和P2，且使P1和P2的透光轴各夹450角。试问幕上的光强分别如何？ （3）除上述P，P1、P2外，若在屏幕前再放置偏振片P3，其透光轴与P的透光轴平行，试问幕上的光强分布如何？ （4）在第3问中，若P3与P的透光轴相互垂直，试问幕上的条纹分布如何？ （5）在第3问中，若去掉偏振片P，试问幕上的光强分布如何？ 解：（1）S后加偏振片P，透出的是线偏振光，因其余部分不变，幕上干涉条纹的形状和间距都不变，反衬度也基本不变。设不加P时，从S1或S2透出的最大光强为，则幕上干涉极大的最大光强为4，加P后，从S1或S2透出的最大光强为/2。幕上干涉极大的最大光强变为，为不加P时的一半。干涉极小出的光强都是零，不变。 （2）从P透出的线偏振光经P1和P2后，得到振动方向互相垂直的线偏振