光的偏振3(2014)概述

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,*,光的干预,波动光学(III),波动光学(III),第六章,偏振棱镜波片,第三节,1、尼科耳棱镜：由两块特殊加工的方解石棱镜，用特种树胶粘合在一起做成的斜方柱体。,C,A,C,D,A,B,（,a,）,B,C,C,A,A,M,68,0,71,0,48,0,光轴,（,b,）,（,c,）,光轴,n,o,(1.6584),n,(1.550),n,e,(1.4864),一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,1,、尼科耳棱镜,加拿大树胶,方解石,n,o,=,1.658,14,0,76,0,可产生全反射!,其临界角,o,吸取涂层,结论：,入射方向在水平线上下不超过,出射的是一束振动方向在纸面内的线偏振光。,线偏振光,一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,2、格兰汤姆逊棱镜：,两块直角棱镜粘合而成，一块玻璃，一块方解石。,方解石,光轴,玻璃,n,=1.655,胶合剂,n,=1.655,n,o,(,1.6584,),n,(,1.655,),n,e,(,1.4864,),o,光几乎无偏折的通过，,e,光发生全反射。,一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,2、渥拉斯登棱镜,：能给出振动面垂直的两线偏振光。,A,B,D,C,n,o,(,1.6584),n,e,(,1.4864,),一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,A,B,C,D,O光,e光,一、偏振棱镜,一、偏振棱镜,2、渥拉斯登棱镜,出射的是两束分得很开的、,结论：,振动方向相互垂直的线偏振光,二、波晶片,二、波晶片,波晶片：厚度均匀、光轴平行于外表的双折射晶体薄片,A,B,o,e,光轴,A,B,o,e,o光与e光在波晶片内同向、不等速传播,附加光程差,四分之一波片,二分之一波片,对不同波长的光，四分之一波片的厚度不同P133,e光,o光,d,线偏振光,光轴,二、波晶片,二、波晶片,二、波晶片,二、波晶片,1、半玻片,光轴,d,(,a,)当自然光通过半玻片,当自然光通过半玻片，出射的光还是自然光。,光轴,二、波晶片,二、波晶片,1、半玻片,(,b,)当线偏光通过半玻片,光轴,它们是同位相,它们是反位相,使线偏振光振动面转过,2,或者,-,2,角度,二、波晶片,二、波晶片,1、半玻片,2、四分之一玻片,光轴,d,二、波晶片,二、波晶片,1、半玻片,当自然光通过四分之一玻片，出射的光还是自然光。,光轴,(,a,)当自然光通过四分之一玻片,2、四分之一玻片,二、波晶片,二、波晶片,光轴,它们是同位相,它们有,的位相差,当线偏光通过四分之一玻片，并且 ,出射的光是椭圆偏振光。,(,b,)当线偏光通过四分之一玻片,当 时,出射的光是圆偏振光。,当 时,出射的光是线偏振光。,2、四分之一玻片,二、波晶片,二、波晶片,自然光,线性起偏器,四分之一波片,圆偏光,线偏光,圆起偏器,二、波晶片,二、波晶片,2、四分之一玻片,光轴,它们同相或反相,(,c,)当圆偏光通过四分之一玻片,它们有,的位相差,二、波晶片,二、波晶片,2、四分之一玻片,光轴,(,d,)当椭圆偏光通过四分之一玻片,它们有,的位相差,它们有,的相差,二、波晶片,二、波晶片,2、四分之一玻片,自然光,线性起偏器,线偏光,线性起偏器,线偏光,圆偏光,不能用线性起偏器将自然光和圆偏光区分开,出射光光强不发生改变,三、(椭)圆偏振光的获得与检验,三、(椭)圆偏振光的获得与检验,线性起偏器,四分之一玻片,圆偏振光,线偏光,线偏光,出射光会消光两次。,线性起偏器,四分之一玻片,线偏光,自然光,自然光,出射光光强不变。,三、(椭)圆偏振光的获得与检验,三、(椭)圆偏振光的获得与检验,线性起偏器,四分之一玻片,椭圆偏振光,线偏光,线偏光,出射光会消光两次。,线性起偏器,四分之一玻片,线偏光,出射光光强变化,无消光。,部分偏振光,部分偏振光,三、(椭)圆偏振光的获得与检验,三、(椭)圆偏振光的获得与检验,偏振光的干涉,4 6 4,s,s,P,1,线性起偏器,波片,线性起偏器,P,1,P,2,C,自然光,线偏光,线偏光,椭偏光,E,1,P,1,C,E,1,P,2,E,o,P,1,C,E,1,E,e,P,1,P,2,C,A,o,1,A,e,1,A,o,2,A,e,2,A,1,相长干预,相消干预,以上假设是单色自然光入射,且晶片均匀。d不均匀，则屏上消失等厚干预条纹。,半玻片,全玻片,P,1,(,P,2,),C,A,o,1,A,e,1,A,o,2,A,e,2,A,1,其中：,相长干涉,相消干涉,对于全玻片,对于半玻片,P,1,(,P,2,),C,A,o,1,A,e,1,A,o,2,A,e,2,A,1,让这样的线偏振光垂直照射到未知片上，转动未知片：,有消光,偏振片,无消光，且出射光仍为线偏振光用偏振片,二分之一波片,有强弱变化，无消光，说明出射光为椭园偏振光四分之一波片。,例1：如何区分波长的二分之一波片、四分之一波片和偏振片？,单色光源,未知片,随堂练习,随堂练习,解：线偏振光在此题条件下通过四分之一波片后成为,圆偏振光，因,它的两个相互垂直的分振动的振幅相等，为,转动,P,2,透过光强不变。透过光强度可如下求出：,例2、,如图所示，在两偏振片P,1,、P,2,之间插入四分之一波片，并使其光轴与,P,1,的偏振化方向间成45,o,角。光强为I的单色自然光垂直入射于P,1,，转动P,2,求透过P,2,的光强I。,随堂练习,随堂练习,这两个分振动透过,P,2,的振幅都只是它们沿图中,P,2,方向的投影，即,以,A,表示这两个具有 相差并沿同,一方向振动的光矢量的合振幅，则有,A,2,o,A,2,e,P,1,P,2,A,o,A,1,A,e,C,随堂练习,随堂练习,例 ABCD 为一块方解石的一个截面，AB 为垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线,光轴方向在纸面内且与AB 成一,锐角，如下图一束平行的,单色自然光垂直于AB 端面入射,则在方解石内o 光和e 光的,(A)传播方向一样，电场强度的振动方向相互垂直,(B)传播方向一样，电场强度的振动方向不相互垂直,(C)传播方向不同，电场强度的振动方向相互垂直,(D)传播方向不同，电场强度的振动方向不相互垂直,A,B,C,D,随堂练习,随堂练习,例用方解石晶体(负晶体)切成一个截面为正三角形的棱镜，光轴方向如图假设自然光以入射角i 入射并产生双折射试定性地分别画出o 光和e 光的光路及振动方向,i,随堂练习,随堂练习,例如图，,A,是一块有小圆孔,S,的金属挡板，,B,是一块方解石，其光轴方向在纸面内，,P,是一块偏振片，,C,是屏幕一束平行的自然光穿过小孔,S,后，垂直入射到方解石的端面上当以入射光线为轴，转动方解石时，在屏幕,C,上能看到什么现象？,A,S,B,C,P,随堂练习,随堂练习,作业,6.9;6.10,Class over,Class over,