光学第25讲.ppt

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1、 :在方解石这类晶体中存在在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向一个特殊的方向，当，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。:只有一个光轴（方解石、石英、只有一个光轴（方解石、石英、红宝石等红宝石等）:有两个光轴（云母、蓝宝石、硫磺等）有两个光轴（云母、蓝宝石、硫磺等）:光轴与自然晶面（解理面）的法线构的平面。光轴与自然晶面（解理面）的法线构的平面。：晶体中某条光线与晶体光轴构成的平面。：晶体中某条光线与晶体光轴构成的平面。二、晶体的光轴、主截面和主平面二、晶体的光轴、主截面和主平面光轴光轴单轴晶体单轴晶体双轴晶体双轴晶体主截面主截面主平面主平面三、马吕斯（

2、三、马吕斯（MalusMalus）原理：）原理：方位角方位角：线偏振光的振动面与主平面的夹角。：线偏振光的振动面与主平面的夹角。o o光的振幅：光的振幅：e e光的振幅：光的振幅：马吕斯定律马吕斯定律vo t光轴光轴光轴光轴ve tvo to光光:e光光:四、单轴晶体中点光源的波面四、单轴晶体中点光源的波面在晶体内，在晶体内，一般一般传播速度与方向有关。传播速度与方向有关。同一传播方向上，同一传播方向上，两个相互垂直的振动方向上的光速一般也不相同。两个相互垂直的振动方向上的光速一般也不相同。球面球面旋转椭球面旋转椭球面 正晶体正晶体 ne no负晶体负晶体 ne novo tve t光轴光轴

3、负负晶晶体体(vo ve)e e 光光在垂直于光轴方向上的传播速率在垂直于光轴方向上的传播速率v ve e，在该方向的折，在该方向的折射率射率n ne e主主。其在其它方向上的折射率在。其在其它方向上的折射率在 之间之间 。为简略为简略,使用使用 代替代替 n0 0，ne称为称为晶体的主折射率晶体的主折射率1.1.光轴垂直于界面，平面波垂直入射光轴垂直于界面，平面波垂直入射五、用惠更斯作图法确定晶体中光和光的传播方向五、用惠更斯作图法确定晶体中光和光的传播方向2.光轴平行于晶面，平面波垂直入射光轴平行于晶面，平面波垂直入射ACD.eoeo光轴光轴B.ACD.e.oFeE.o光轴光轴i3.3.光

4、轴在入射面内并与界面成一夹角，平面波斜入射光轴在入射面内并与界面成一夹角，平面波斜入射4.4.光轴垂直于入射面光轴垂直于入射面 平面波斜入射平面波斜入射空气空气方解石方解石2 2 产生线偏振光的元件产生线偏振光的元件一、利用二向色性制成偏振片一、利用二向色性制成偏振片线偏振光线偏振光光轴光轴电气石晶体电气石晶体晶体的二向色性晶体的二向色性：晶体的吸收性质与光矢量振动方晶体的吸收性质与光矢量振动方向有关的特性。向有关的特性。利用晶体的二向色性，可以制造利用晶体的二向色性，可以制造偏振片偏振片H偏振片：偏振片：将聚乙烯醇薄膜加热后，沿一个方向拉将聚乙烯醇薄膜加热后，沿一个方向拉伸数倍，在放入碘酒溶

5、液浸泡而成。伸数倍，在放入碘酒溶液浸泡而成。K偏振片：偏振片：将聚乙烯醇薄膜放在高温炉中通以氯化将聚乙烯醇薄膜放在高温炉中通以氯化氢作催化剂，除掉聚乙烯醇分子中的若干水分子，氢作催化剂，除掉聚乙烯醇分子中的若干水分子，形成聚合乙烯的细长分子，再单向拉伸而成。形成聚合乙烯的细长分子，再单向拉伸而成。振动方向平行于拉伸方向的光矢量被吸收振动方向平行于拉伸方向的光矢量被吸收掉，垂直于拉伸方向的光矢量可以透过掉，垂直于拉伸方向的光矢量可以透过。K偏振片的光化学性质稳定，能耐潮耐热，偏振片的光化学性质稳定，能耐潮耐热，高温不分解。高温不分解。人造偏振片在液晶显示器、偏振眼镜等方面广泛使用。人造偏振片在液

6、晶显示器、偏振眼镜等方面广泛使用。偏振片的起偏偏振片的起偏非偏振光非偏振光I0线偏振光线偏振光 IP偏振化方向偏振化方向 (透振方向透振方向)检偏：用偏振器件分析、检验光的偏振态检偏：用偏振器件分析、检验光的偏振态 I?P待检光待检光 思思 考考 I I 不变不变待检光是什么光待检光是什么光 I I 变，有消光变，有消光待检光是什么光待检光是什么光I I 变，无消光变，无消光待检光待检光是什么光是什么光自然光或圆偏振光自然光或圆偏振光线偏振光线偏振光部分偏振光或椭圆偏振光部分偏振光或椭圆偏振光1 1、偏光分束镜、偏光分束镜:渥拉斯顿棱镜渥拉斯顿棱镜方解石方解石 n n0 0n ne e由于两个

7、棱镜的光轴相互垂直，因此由于两个棱镜的光轴相互垂直，因此:棱镜棱镜1 1的的 o o光变成棱镜光变成棱镜2 2的的 e e光，相当于光密到光疏；光，相当于光密到光疏；棱镜棱镜2 2的的 e e光变成棱镜光变成棱镜1 1的的 o o光，相当于光疏到光密。光，相当于光疏到光密。二、偏振棱镜二、偏振棱镜12方解石方解石方解石方解石oe光轴光轴光轴光轴 vo tve t光轴光轴 负负晶晶体体(vo none光线光线2 2在第一块棱镜中是在第一块棱镜中是e光，光，折射后靠近法线折射后靠近法线经折射后变为经折射后变为o光，光，光线光线2 2经第二块棱镜折射后偏离法线经第二块棱镜折射后偏离法线no1().oe1212.oe1212对于方解石对于方解石none光线光线1 1在第一块棱镜中是在第一块棱镜中是o光，光，折射后偏离法线折射后偏离法线经折射后变为经折射后变为e光光，n0sin4 50ne=sinrenosin450ne=sinre=1.660.7071.49=0.788re=51.980=ierei=51.9845=6.980=nesin ie1sinrere=10.430=qrero+=10.439.32=19.750+经第二块棱镜折射后两光线的夹角为经第二块棱镜折射后两光线的夹角为:若棱镜的棱角为若棱镜的棱角为i,i,则两束光的偏离角为则两束光的偏离角为:.ieroroioire