方案大学物理——光的偏振.ppt

ib (接近线偏振光) 玻璃片堆 最后获得两束振动面互相垂直的线偏振光 利用玻璃片堆产生线偏振光 整理 方解石晶体 实验一 当一束光入射到各向同性透明介质表面时： 实验二 o e S S/ 1、双折射现象 五、 晶体的双折射 当一束光入射到某些各向异性的透明介质表面时： 整理 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 整理 光 光 双 折 射 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 纸面 方解石 晶体 整理 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 整理 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 整理 一束光射到各向异性介质后折射成两束不同方向的光的现象。————双折射现象 ro n1 n2 i re (各向异 性媒质) 自然光 寻常光：对于晶体一切方向都具有相同的折射率 ( 即波 速相同），且在入射面内传播，简称它为O光。 寻常光线(o光) -----遵守折射定律 非常光：它的折射率（即波速）随方向而变化，并且 不一定在入射面内传播，简称为 e 光。 非常光线(e光) -----不遵守折射定律 o光和e光都是线偏振光。 整理 2 、光轴与主平面 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 “光轴”是一特殊的“方向”,不是指一条直线。 凡平行于此方向的直线均为光轴。 单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体：有两个光轴的晶体 方解石、石英、红宝石、冰等。 云母、硫磺、蓝宝石等。 A B 光轴 102° 方解石晶体的光轴 整理 主平面：晶体中某条光线与晶体光轴构成的平面。 e光 光轴 e光的 主平面 o光 光轴 o光的 主平面 · · · · o光的振动方向垂直于o光的主平面。 e光的振动方向平行于e光的主平面。 晶体主截面：晶面法线与晶体光轴构成的平面。 当入射光线在晶体主截面内时，o光和e光的主平面与晶体主截面重合，这时o光和e光的振动方向严格垂直。实际上大多数情况下， o光和e光的主平面夹角都很小，因此o光和e光的振动方向可认为是垂直的。 整理 主折射率: o光的传播速率用 表示, 其折射率用 表示. e光沿垂直于光轴方向上的传播速率用 表示,折射率用 表示。 整理 3. 尼科耳棱镜 光轴在ABCD平面内方向与AB成480，入射面取ABCD面 将两块根据特殊要求加工的方解石棱镜用折射率为n=1.55的加拿大树胶粘合成一长方柱形棱镜。 O光入射角大于其临界角arc sin(1.55/1.658)=69012’，被全反射，在BD处为涂黑层所吸收。 出射光为偏振光e光。 方解石的折射率n0=1.658, A B D C ? e ? 760 O 220 680 480 e 整理 六. 波片 椭圆偏振光和圆偏振光的获得 波片(波晶片)： 光轴平行表面的晶体薄片。 . . . . 晶面 光轴 d o e 整理 Ao Ae ? 光轴 P d y x 线偏振光 光轴 λ ? 通过厚为d的晶片，o光、e光产生光程差和相位差： 振幅关系 从晶片出射的是两束传播方相同、振动方向相互垂直、频率相等、相位差为?? 的线偏振光，它们合成为一束椭圆偏振光。 整理 (1) 四分之一波片 —— 线偏振光→圆偏振光 —— 线偏振光→线偏振光 从线偏振光获得椭圆或圆偏振光. —— 线偏振光→椭圆偏振光 d y x 线偏振光 光轴 λ ? ?? = 3?/2 ?? = ?/2 整理 (2) 二分之一波片 使线偏振光振动面转过2?角度 A0入 A0出 A入 A出 Ae入= Ae出入 ? ? 光轴 ?? = 0 ?? = ? 整理 整理 8-10 偏振光的干涉 . . . . 透光轴相互垂直 一. 偏振光干涉装置 二. 偏振光干涉的分析 1. 振幅关系 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? 整理 在P2 后，两束光振动方向平行，振幅为： 是一对振幅相等的相干光 通过晶体C后 此两束光合成为一束椭圆偏振光 通过P2 后 （若P1//P2，则无附加相差?） 2. 相位关系 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e ? 整理 —相长干涉 —相消干涉 若单色光入射,且d均匀, 屏上无干涉条纹. 若白光入射，晶片d均匀，视场中将呈现一定的色 彩，这种现象称为显色偏振。 若白光入射，且d不均匀，则屏上出现彩色条纹。 若单色光入射,且d不均匀,则屏上出现等厚干涉条纹. 整理 ? ? 整理 8-9 光的偏振 一、自然光和偏振光 一