2021-2022学年高二物理竞赛课件：光的反射和折射.pptx

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1、光的反射和折射主平面主平面主平面主平面 光线和晶体光轴构成的面光线和晶体光轴构成的面光线和晶体光轴构成的面光线和晶体光轴构成的面o光的主平面光的主平面 o光振动方向垂直于主平面光振动方向垂直于主平面e光的主平面光的主平面 e光的振动方向在主平面内光的振动方向在主平面内 单轴晶体中的波面单轴晶体中的波面单轴晶体中的波面单轴晶体中的波面o光和光和e光在晶体中的波面分别是球面和旋转椭球面光在晶体中的波面分别是球面和旋转椭球面正晶体正晶体(石英石英)e光折射率光折射率o光折射率光折射率负晶体负晶体(方解石方解石)晶体中波面的确定晶体中波面的确定晶体中波面的确定晶体中波面的确定 自然光入射双折射晶体，光

2、轴在反射和折射面内自然光入射双折射晶体，光轴在反射和折射面内t=0时刻的波面时刻的波面:AC t=t时刻时刻：o光的波面为光的波面为DE,在晶体中在晶体中o光的传播方向为光的传播方向为AE根据惠更斯原理根据惠更斯原理可确定可确定o光和光和e光光在晶体中的传播方向在晶体中的传播方向e光的波面为光的波面为DF，在晶体中，在晶体中e光的传播方向为光的传播方向为AF 自然光垂直入射双折射晶体表面自然光垂直入射双折射晶体表面光轴平行于晶体的表面光轴平行于晶体的表面且与入射光垂直且与入射光垂直 t=0时刻的波面时刻的波面:CCt=t时刻时刻：o光波面为光波面为Wo,晶体中晶体中o光沿入射光方向传播光沿入射

3、光方向传播e光波面为光波面为We，晶体中，晶体中e光沿入射光方向传播光沿入射光方向传播 尼科耳棱镜尼科耳棱镜尼科耳棱镜尼科耳棱镜 利用双折射晶体制成偏振片利用双折射晶体制成偏振片 取一块长度约为宽度取一块长度约为宽度3倍的冰洲石晶体倍的冰洲石晶体 沿对角线切开用加拿大树胶将两块冰洲石粘接起来沿对角线切开用加拿大树胶将两块冰洲石粘接起来加拿大树胶的折射率加拿大树胶的折射率 自然光在合适的角度入射尼科尔棱镜自然光在合适的角度入射尼科尔棱镜 o光在树胶界面发生全反射，被四周涂黑物质吸收光在树胶界面发生全反射，被四周涂黑物质吸收 e光通过尼科尔棱镜光通过尼科尔棱镜 两块直角冰洲石晶体构成两块直角冰洲石

4、晶体构成 两部分光轴相互垂直两部分光轴相互垂直渥拉斯顿棱镜渥拉斯顿棱镜渥拉斯顿棱镜渥拉斯顿棱镜 自然光垂直于自然光垂直于ABC光轴方向入射光轴方向入射在晶体内部分为在晶体内部分为o光和光和e光光传播方向一致、速度不同传播方向一致、速度不同BD界面两光传播方向不同，出射界面两光传播方向不同，出射CD界面时进一步分开界面时进一步分开 o光和光和e光进入光进入BCD后属性发生变化后属性发生变化o光变成光变成e光，光，e光变成光变成o光光折射率也做了交换折射率也做了交换 人为双折射现象人为双折射现象1.光弹性效应光弹性效应 有些各向同性的透明有些各向同性的透明材料（如塑料、玻璃等）材料（如塑料、玻璃等

5、），若内部存在应力，它，若内部存在应力，它就会呈现出各向异性，就会呈现出各向异性，当光入射时，也会产生当光入射时，也会产生双折射现象，称为光弹双折射现象，称为光弹性效应性效应塑料刀叉上的美丽条纹塑料刀叉上的美丽条纹人为双折射现象人为双折射现象1.光弹性效应光弹性效应 有些各向同性的透明有些各向同性的透明材料（如塑料、玻璃等）材料（如塑料、玻璃等），若内部存在应力，它，若内部存在应力，它就会呈现出各向异性，就会呈现出各向异性，当光入射时，也会产生当光入射时，也会产生双折射现象，称为光弹双折射现象，称为光弹性效应性效应塑料刀叉上的美丽条纹塑料刀叉上的美丽条纹2.克尔效应克尔效应 有些各向同性的透明有些各向同性的透明介质（如玻璃、树脂、介质（如玻璃、树脂、石蜡松节油、水、硝基石蜡松节油、水、硝基苯和蒸汽等），在外电苯和蒸汽等），在外电场的作用下，会显示出场的作用下，会显示出各向异性的属性，从而各向异性的属性，从而产生双折射现象，称为产生双折射现象，称为克尔效应。克尔效应。旋光效应旋光效应 线偏振光通过某些透明物质时，会发生偏振面的旋转，线偏振光通过某些透明物质时，会发生偏振面的旋转，称为旋光现象。称为旋光现象。能产生旋光现象的物质称做旋光物质，如石英晶体，能产生旋光现象的物质称做旋光物质，如石英晶体，糖溶液等。糖溶液等。