大学物理-光的偏振省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,19,光偏振,19-3,反射和折射起偏 布儒斯特定律,19-4,晶体,双折射 偏振棱镜,19-5,椭圆和圆偏振光取得和检验,19-6,偏振光干涉,19-2,起偏和检偏 马吕斯定律,19-1,自然光和偏振光,19-8,旋光,19-7,光弹效应和电光效应,第1页,1,2,.,线偏振光,光振动,方向在同一平面内,，只沿某一,固定方向,振动光。,平面偏振光,完全偏振光,振动面,一、,自然光 偏振光,1,.自然光（非偏振光）,在垂直光传输方向平面内，光矢量,大小,在全部可能方向上都,相等,，各矢量之间,没有固定相位关系,，这种光称为,自然光,。,19-1,自然光和偏振光,光波是,横波,光偏振,第2页,2,3,.部分偏振光,某一方向光振动比与其垂直方向上光振动占优势光，称为部分偏振光。,4,.椭圆偏振光和圆偏振光,频率相同，振动方向相互垂直，且有固定相位差两列,线偏振光,合振动。,满足椭圆方程，合成椭圆偏振光,合成正椭圆偏振光,合成圆偏振光,合成线偏振光,第3页,3,19-2,起偏和检偏 马吕斯定律,起偏器,2,.透振方向（偏振化方向）：,检偏器,当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向光经过，这个方向叫此偏振片,透振方向,。,1,.二向色性和偏振片,二向色性,二向色性,：一些物质能吸收某一方向光振动，而只让与这个方向垂直光振动经过，这种性质称,二向色性,。,第4页,4,三、马吕斯定律：,一束光强为,I,0,线偏振光,，透过检偏器透射光强为：,是线偏振光光振动方向与检偏器透振方向之间夹角。,起偏器,透振方向,检偏器,第5页,5,19-3,反射和折射起偏 布儒斯特定律,1.,反射和折射起偏,空气,玻璃,折射光：部分偏振光,i,0,为,起偏角,布儒斯特定律,满足上式,反射光,是垂直于入射面,完全线偏振光,，折射光是,部分偏振光,。,反射光：部分偏振光,垂直,于入射面振动,大于平行,于入射面振动。,平行,于入射面振动,大于垂直,于入射面振动。,反射线与折射线垂直,第6页,6,玻片堆,玻片堆,许多玻璃片叠起来：,增强反射光强度，,增强透射光偏振化程度,。,折射光近似完全线偏振光，是平行于入射面振动。,第7页,7,讨论,以下情况光线反射和折射,第8页,8,19-4,晶体双折射 偏振棱镜,一,、,双折射寻常光和非常光,寻常光,（,O,光,）：,满足折射定律。,非常光,（,e,光,）：,违反折射定律。,试验证实,O,光和,e,光都是偏振光,O,光,e,光,偏振片,晶体光学性质介绍,1,.晶体光轴,晶体内部一个特殊方向，称晶体,光轴,。,光线沿这一方向传输时不发生双折射现象,。,方解石晶体,单轴晶体,双轴晶体,2,.晶体主截面,界面,法线和光轴,组成平面,3,.晶体主平面,晶体中,某光线和光轴,组成平面,A,B,光轴,第9页,9,产生双折射原因,寻常光线,（,O,光,）,常量,光轴,非常光线,（,e,光,）,n,e,为主折射率,光振动方向一直与光轴垂直,，在晶体中传输速度和折射率恒定，因而恪守折射定律。,光振动方向和光轴夹角在晶体中发生改变,，传输速度和折射率也随之改变，因而不恪守折射定律。,O,光波阵面,e,光波阵面,第10页,10,*,二,、,惠更斯原理对双折射现象解释,正晶体:,负晶体:,如石英，碳，冰。,如方解石，红宝石。,1.,正晶体和负晶体,光轴,负晶体,光轴,正晶体,第11页,11,2）,*,惠更斯作图法,空气,方解石,折射表面,光轴方向,A,B,A,0,B,B,e,O,e,第12页,12,光轴,O,e,O,e,(,a,),光轴,(,b,),光轴,(,c,),光轴,(,d,),O,e,第13页,13,三,、,尼科尔棱镜,第14页,14,*,四,、1/4,波片和半波片,半波片,从单晶体切下来薄片，其表面与晶体光轴平行。,1/4,波片,光轴,波片,光轴,第15页,15,19-5,椭圆偏振光和圆偏振光取得和检验,利用振动方向相互垂直，频率相同两个简谐运动能够合成为椭圆或圆运动原理。,1/4,波片,正椭圆偏振光,圆偏振光,光轴,第16页,16,小结：,偏振光取得和检验,1,.偏振光取得,1,）线偏振光：（从自然光取得线偏振光）,2,）椭圆偏振光：,偏振片、玻片堆、晶体（波片）、尼科耳棱镜等。,自然光经过,起偏器,和,一个波片,。,2,.检验偏振光,自然光，圆偏振光，线偏振光，部分偏振光，椭圆偏振光。,第17页,17,第一步,第二步,令入射光经过,偏振片,A,，,改变,A,透振方向，观察透射光强改变,观察现象,观察现象,结论,结论,有消失,线偏振光,有消失,圆偏振光,无消失,自然光,强度无改变,自然光,或,圆偏振光,a,.,令入射光依次经过,1/4,波片,和,偏振片,B,，,改变,B,透振方向,，,观察透光强度改变,。,有消失,无消失,椭圆偏振光,部分偏振光,强度有改变，但无消光,部分偏振光,或,椭圆偏振光,b,.,1/4,波片,光轴方向必须与经过,偏振片,A,极大或极小透振方向重合。,第18页,18,E,e,2,和,E,o,2,两束光频率相同，振动方向相同，相位差恒定,，是相干偏振光。,19-6,偏振光干涉,1.,偏振光干涉现象,2.,偏振光干涉原理,E,o,E,e,P,1,E,1,P,2,E,e,2,E,o,2,O,光轴,电矢量分解与合成,e,第19页,19,光屏上合成振动,振幅,强度,讨论：,1）,I,2,与,、,相关,。,2）,起源,a,）,入射波片前,1,，,设,1,=0,b,）,波片引发,2,c,）,坐标投影引发,3,（0,或,）,E,o,E,e,P,1,E,1,P,2,E,e,2,Eo,2,O,e,光轴,第20页,20,3）,当,当,时，,出现消光现象,时，,当,到达极大。,所以，在两正交偏振片上，插入晶片厚度,d,或,(,n,0,-,n,e,),不均匀，将在屏上出现类似于等厚干涉条纹图样。,4）,白光照射下干涉图样有彩色改变叫色偏振,5）,当,互补,E,o,E,e,P,1,E,1,P,2,E,e,2,E,o,2,O,e,光轴,第21页,21,19-7,光弹效应和电光效应,1.,光弹效应,2.,电光效应,克尔效应,泡克耳斯效应,第22页,22,19-18,旋光现象,1.,晶体和溶液旋光性,旋光现象,1）,晶体:,振动面旋转角度,2）液体:,晶体厚度,晶体旋光度（率）,溶液浓度,旋光率,第23页,23,2,磁致旋光,样品长度,磁场,费尔德常数,左旋,右旋,第24页,24,偏振总结,1,.起偏方法,3,.马吕斯定律,4,.布儒斯特,定律,2,.检偏方法,吸收起偏，反射，折射，,晶体双折射,第25页,25,例,1.,一束自然光从空气射到平面玻璃上，入射角为,58,o,，,此时反射光是线偏振光，求此玻璃折射率及光线折射角。,解：由布儒斯特定律,折射角为,第26页,26,例,2.,两个偏振方向正交放置偏振片,，以光强为,I,0,自然单色光照射，若在其中插入另一块偏振片，,求：,（1）,若透过光强为,I,0,/8,，,插入偏振片方位角；,（2）,若透过光强为,0,，,插入偏振片方位角；,（3）,能否找到适当方位，使透过光强为,I,0,/2,；,（4）,若在其中插入一块,1/4,波片，其光轴与第一块偏振片偏振方向成,30,角，出射光强度为多少？,解,:（1）,设插入偏振片与第一块偏振片偏振方向夹角为,，,则与第二块夹角为,90-,。,自然光透过第一块偏振片后光强为,I,0,/2。,由马吕斯定律透过第二，三个偏振片光强分别为,第27页,27,（2）,若,I,3,=0，,得,即,插入偏振片偏振方向应与其中一块平行。,（3）,若,I,3,=,I,0,/2，,得,说明出射光强不可能为,I,0,/2。,P,1,P,2,A,e,1,A,o,1,A,1,光轴,A,e,2,A,o,2,（4）,设经过第一片偏振片,P,1,光振幅为,A,1,，,则,经过,1/4,玻片后,，,O,光和,e,光有,/2,相位差，经过,第二片偏振片,P,2,后产生附加相位差,。,经过第二片偏振片后,O,光和,e,光是相干光，合成光强为,第28页,28,例,3.,用方解石晶体（负晶体）切成一个截面为正三角形棱镜，光轴方向如图，若自然光以入射角,i,入射并产生双折射。试定性地分别画出,o,光和,e,光光路及振动方向。,i,光轴,i,光轴,o,e,第29页,29,