《分振动面干涉》PPT课件

单击此处编辑母版标题样式,分振动面干涉,3.会聚偏振光的干涉,1.平行偏振光的干涉,2.偏振干涉滤光器,5-9 偏振光的干涉-干涉色(Interference colors),P,2,条件：,频率相同、振动方向相同、位相差恒定,一、偏振光干涉典型的实验装置,在两块共轴的偏振片,P,1,和,P,2,之间放一块厚度为,d,的波片，光轴方向如图,x,o,P,1,y,光轴方向,E,1,d,z,P,1,的作用：,获得线偏振光,波片的作用：,将入射的线偏振光分解成两束相互垂直的、有,固定位相差的,线偏振光,P,2,的作用：,把两束,线偏振光,引到同一方向上来,y,P,1,P,2,二、线偏振光干涉的强度分布,设,P,1,与,y,（波片光轴）的夹角为，,P,2,与,y,的夹角为,A,1,A,e,A,o,A,2e,过,P,1,后,振幅为,A,1,过,波片,后分为,A,2o,过,P,2,后振幅为,设两振动为相干的，位相差为 ，合振动强度为,关于 的讨论,两部分组成,由波片引起的位相差,由,P,1,和,P,2,的相对透振方向引起的位相差,y,P,1,P,2,A,1,A,e,A,o,A,2e,A,2o,1、,P,1,和,P,2,在相同的象限内，,A,2o,和,A,2e,方向相同，,无附加光程差,2、P,1,和,P,2,在不同的象限内，,A,2o,和,A,2e,方向相反，,附加光程差为,P,1,P,2,y,A,1,A,2e,A,o,A,e,A,2o,关于光强,I,的讨论,P,1,和,P,2,的透振方向相互平行,P,1,和,P,2,的透振方向相互垂直,注意：,取锐角，为负角,y,P,2,P,1,一般情况下,以,z,为轴旋转波片，改变,y,相对于,P,1,和,P,2,的方向,用单色光照射,y,P,x,o,P,E,1,d,z,P,1,和,P,2,的透振方向相互平行,I,/,取极大,I,/,取极小,恒定（,n,o,-n,e,变化很小）,波片厚度,d,确定，,极值条件,P,1,和,P,2,的透振方向相互垂直,y,P,x,o,P,E,1,d,z,以,z,为轴旋转波片，改变,y,相对于,P,1,和,P,2,的方向,恒定（,n,o,-n,e,变化很小）,波片厚度,d,确定，,I,=0，取极小,I,取极大,极值条件,用单色光照射,波片厚度,d,确定，用不同波长的光入射时，透射光的强弱随波长的不同改变。,三、色偏振（略）,四、偏振光干涉条纹的形成,在前面的实验装置中，视场中只有均匀的亮暗或色彩变化,（为什麽？）,，要观察到条纹，须把波片换成劈尖形的。,y,P,x,o,P,E,1,d,z,P,1,和,P,2,的相互垂直，,用单色光照射时,，,与,d,有关,明暗条纹条件,暗条纹,明,条纹,讨论（1）:,出射光强与,有关，与有关,出射光强为,零,.,若一定.,当,时(,波长片,),，,(a),(b),当,(,半波片,)时,出射光强,最大,.,讨论（2）:,固定不动.,(,波长片,),出射光强,最大,.,出射光强,最小,.,时,当,(a),(,半波片,)时,(b),当,由于M和N垂直与平行两种情况下,相干光相位差差,所以对于给定的晶体薄板,在垂直时出射光为干涉最大,而在平行时却为干涉最小;反之依然.且有,这两种情况,光强互补,.,若用白光作光源,对于同一厚度的波片,垂直时出射光颜色与平行时出射光颜色互补,即两种情况下的出射光加起来为白光.在由垂直向平行过度时,出射光颜色会发生突然的变化,这种现象叫做,色偏振,.,劈尖晶片的等厚干涉花样,晶片,C,M,偏振片,N,偏振片,I,0,(钠)自然光,(3)等厚干涉,当偏振光的干涉装置中的晶片厚度不均匀时，具有相同厚度的地方，将产生同样的干涉光强，形成等厚干涉花样,2.偏振干涉滤光器和太阳色球观察,天体辐射，因种种原因而具有各种偏振态所以，对天体辐射偏振态的测量，对了解天体的物理状态，研究天体的辐射机制，以及天体辐射通过的物质等都有重要的意义例如：,由日冕的偏振态的测量，可以求日冕内部电子密度和温度的分布.测量因天体磁场作用下被分裂的光谱散射光的偏振，可以测天体的磁场.测量行星大气散射光的偏振，可以获得行星大气组成的情况.,通常在明亮多色的光球背景上，无法观测到弱的色球层和日冕层，所以要用单色光观察,适合色球观察的波长有：,656.2nm(H,线,),393.4nm(C,a,k线)，,396.8nm(C,a,线),H,e,587.5nm(D,3,线),M,g,518.3nm(b,1,线)等,P,1,P,2,P,3,P,4,P,5,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,45,0,45,0,45,0,45,0,C,1,C,2,C,3,C,4,里奥型偏振干涉滤光器结构（四级）：,上图中为波片，为偏振片图下方的箭头标出了它们的透振方向或光轴方向,d,P,1,P,2,0,0,0,0,45,0,C,1,第一级里奥单级：,出射光强分布:,波长满足,1,，,即：,波长满足,1,，,即：,的光全部滤掉，,其他波长都被减弱.,曲线,全部透过：,第二级里奥单级,P,3,0,0,45,0,C,2,满足下式的波长全部透过，,满足下式的波长全部滤掉：,其他波长都被减弱.,曲线,两级里奥单级串接，光强分布为各级透射光强的积:,N,级里奥滤光器串接，光强分布为：,类似多光束光强分布，级次愈多，得到的透射带宽愈窄.,曲线,第一级光强分布,第二级光强分布,第三级光强分布,第四级光强分布,四级总光强分布,返回,返回,返回,晶体薄板,3.会聚偏振光的干涉,偏振片P,1,的P,2,透振方向垂直，入射平行光经过透镜L,1,会聚在晶体中，透镜L,2,又将其变为平行光束投射到P,2,上在P,2,后可以看到与P,2,平行及垂直的黑十字和以透镜光轴为中心的同心明暗相间的圆环，前者称,等旋线,，后者称,等色线,o,o,e,e,等旋线（十字暗线)在P,1,P,2,透振方向上,晶体中会聚线偏振光振动面沿P,1,方向，竖直平面内的光线只分解出e光，水平平面内的光线只分解出o光，但都不能过,2,，因此形成十字暗线,光轴,e,o,A,1,A,o2,A,e2,其他方向的会聚光线分解出的o光和e光，在晶体中有不同的折射率，因而有不同的光程，从而产生不同的相位差当投影到,2,上相干涉时，会因相位差的不同而产生不同的光强,