第五章光的偏振.优秀PPT.ppt
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1、第五章 光的偏振5-1 5-1 偏振光和自然光偏振光和自然光偏振光和自然光偏振光和自然光1.1.自然光自然光自然光自然光E E没有优势方向没有优势方向自然光的分解自然光的分解 一一束束自自然然光光可可分分解解为为两两束束振振动动方方向向相相互互垂垂直直的、等幅的、不相干的线偏振光。的、等幅的、不相干的线偏振光。自然光的表示法:自然光的表示法:2.2.线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光E播播传传方方向向振振动动面面 面对光的传播方向看面对光的传播方向看线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解EEyEx yx 线偏振光的表示法:线偏振光的表
2、示法:光振动垂直板面光振动垂直板面光振动平行板面光振动平行板面线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光3.3.部分偏振光部分偏振光部分偏振光部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光 部部分分偏偏振振光光可可分分解解为为两两束束振振动动方方向向相相互互垂垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。直的、不等幅的、不相干的线偏振光。部分偏振光的表示法:部分偏振光的表示法:平行板面的光振动较强平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强垂直板面的光振动较强3.3.部分偏振光部分偏振光部分偏振光部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光 部部分分偏偏振振光光可可分分解解为为两两束
3、束振振动动方方向向相相互互垂垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。直的、不等幅的、不相干的线偏振光。部分偏振光的表示法:部分偏振光的表示法:平行板面的光振动较强平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较垂直板面的光振动较 强强5-2 5-2 起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏 马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律1.1.起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏 起偏的原理起偏的原理:利用某利用某些材料在些材料在光学光学性性 质上的各向异性。质上的各向异性。起偏:从自然光获得偏振光起偏:从自然光获得偏振光。起偏器起偏器:起偏的光学器件起偏的光学器件。1.1 偏振片偏振片微晶型微晶型分子型分子
4、型x yzz 入射入射电磁波电磁波电气石晶片电气石晶片非偏振光非偏振光线偏振光线偏振光光轴光轴线栅起偏器线栅起偏器起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏 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:检偏:用偏振器件分析、检验光的偏振态用偏振器件分析、检验光的偏振态 起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏I?P待检光待检光2.2 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,
5、无消光待检光待检光是什么光是什么光起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏起偏和检偏2.2.马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律P I0IP E0 E=E0cos 马吕斯定律(马吕斯定律(18091809)消光消光2.2.马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律 例例题题 用用两两偏偏振振片片平平行行放放置置作作为为起起偏偏器器和和检检偏偏器器。在在它它们们的的偏偏振振化化方方向向成成300300角角时时,观观测测一一光光源源,又又在在成成600600角角时时,视视察察同同一一位位置置处处的的另另一一光光源源,两两次次所所得得的的强强度度相相等等。求两光源照到起偏器上光强之比。求两光源照到起偏器上光
6、强之比。解解:令令I1I1和和I2I2分别为两光源照到起偏器上的光强。分别为两光源照到起偏器上的光强。透过起偏器后,光的强度分别为透过起偏器后,光的强度分别为I1/2I1/2和和I2/2I2/2。依据。依据马吕斯定律,透过检偏器后光的强度为马吕斯定律,透过检偏器后光的强度为所以所以但按题意但按题意即即 马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律马吕斯定律5-3 5-3 反射和折射时间的偏振反射和折射时间的偏振反射和折射时间的偏振反射和折射时间的偏振 1.1.反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振自然光反射和折射自然光反射和折射后产生部分偏振光后产生部分偏振光n1n
7、2i irn1n2i0i0r0线偏振光线偏振光S自然光以自然光以 入射后反入射后反 射光为完全偏振光射光为完全偏振光 起偏振角起偏振角2.2.布儒斯特定律布儒斯特定律布儒斯特定律布儒斯特定律试验证明:试验证明:i=i0 时,反射光只有时,反射光只有S重量重量i 0 布儒斯特角或布儒斯特角或 起偏角起偏角并且并且 i0+r0=90O 由由 有有 布儒斯特定律布儒斯特定律(1812(1812年年)n1n2i0i0r0线偏振光线偏振光S反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振 对对空空气气与与玻玻璃璃组组合合的的状状况况,n1 n1=1.00(=1.00(空气
8、空气),若,若n2=1.50(n2=1.50(玻璃玻璃),则:,则:反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振外腔式激光器谐振腔外腔式激光器谐振腔布儒斯特窗布儒斯特窗 i0i0激光输出激光输出M1M2i0i03.3.应用举例应用举例应用举例应用举例3.1 激光器谐振腔激光器谐振腔反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振玻璃片堆:用以增大反射光的强度和折射光玻璃片堆:用以增大反射光的强度和折射光 的偏振化程度。的偏振化程度。当当i i=i i0 0时,反射光强度时,反射光强度I I和反射光的强度和反射光的强度I I 之
9、比为之比为自然光从空气自然光从空气玻璃玻璃i0(接近线偏振光接近线偏振光)玻璃片堆玻璃片堆3.2 玻璃片堆玻璃片堆反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振 3.2 玻璃片堆玻璃片堆检偏检偏若反射光光强不变则入射光是若反射光光强不变则入射光是自然光自然光若反射光光强变且有消光则入射若反射光光强变且有消光则入射光是线偏振光光是线偏振光i0 若反射光光强变且无消光则入若反射光光强变且无消光则入射光是部分偏振光射光是部分偏振光 让待检光以布儒斯特角让待检光以布儒斯特角 入射到界面上,以入射入射到界面上,以入射线为轴旋转界面(保持线为轴旋转界面(保持 不变)不变)
10、(接近线偏振光接近线偏振光)反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振 3.2 玻璃片堆玻璃片堆检偏检偏若反射光光强不变则入射光是若反射光光强不变则入射光是自然光自然光若反射光光强变且有消光则入射若反射光光强变且有消光则入射光是线偏振光光是线偏振光i0 若反射光光强变且无消光则入若反射光光强变且无消光则入射光是部分偏振光射光是部分偏振光 让待检光以布儒斯特角让待检光以布儒斯特角 入射到界面上,以入射入射到界面上,以入射线为轴旋转界面(保持线为轴旋转界面(保持 不变)不变)(接近线偏振光接近线偏振光)反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏
11、振反射光和折射光的偏振5-4 5-4 5-4 5-4 光的双折射光的双折射光的双折射光的双折射1.1.寻常光和特别光寻常光和特别光寻常光和特别光寻常光和特别光 一束入射光经某些一束入射光经某些晶体折射后可分成两束晶体折射后可分成两束光线的现象称为双折射。光线的现象称为双折射。试验表明,双折射现象中的两束折射光线试验表明,双折射现象中的两束折射光线都是线偏振光,分别称为寻常光和特别光。都是线偏振光,分别称为寻常光和特别光。双折射现象双折射现象n1n2irore(各向异各向异性媒质性媒质)自然光自然光o光光e光光寻常光(寻常光(o o光):光):遵从折射定律遵从折射定律特别光(特别光(e e光)光
12、):一般不遵从折射定律一般不遵从折射定律留意:留意:e e 光折射线也不确定在入射面内。光折射线也不确定在入射面内。寻常光和特别光寻常光和特别光寻常光和特别光寻常光和特别光2.2.光轴光轴光轴光轴 主平面主平面主平面主平面 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时将不发生当光在晶体内沿某个特殊方向传播时将不发生 双折射,该方向称为晶体的光轴。双折射,该方向称为晶体的光轴。光轴是一特殊的方向光轴是一特殊的方向,凡平行于凡平行于 此方向的直线均为光轴。此方向的直线均为光轴。单轴晶体:单轴晶体:只有一个光轴的晶体只有一个光轴的晶体双轴晶体:双轴晶体:有两个光轴的晶体有两个光轴的晶体AB光光轴轴102方解石晶
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