物理实验原理.ppt

實驗七：干涉與繞射 (1) 單狹縫寬之量測。 (2) 雙狹縫距離之量測。 (3) 利用光柵繞射測光波長。 實驗九：光的偏極化 (1) 利用線偏極板產生偏極光與觀察偏極板之的作用。 (2) 利用反射之偏極光找折射率，與偏極光特性之觀察。 (3) 偏極光常見之產生方式。 (4) 應用。 實驗十：電磁波 (1) 強度與距離之關係。 (2) 偏極化之特性。 (3) 反射定律之觀察。 (4) 利用駐波找波長。 * * ? 單狹縫繞射 a ?y’ L 雙狹縫繞射 ? ?y’ L ?y a d 理想雙狹縫 單狹縫 實際雙狹縫 實際=理想?單狹縫 雙狹縫繞射 透射光柵 理想光柵 單狹縫 實際光柵 實際=理想?單狹縫 d ? 透射光柵 yn n=0 n=1 n=2 n=-1 n=-2 階數 Source:/primer/java/wavebasics/ E B K：光行進方向 偏極化方向 偏極化方向：即電場振動之方向 電磁波之偏極化 自然光 (未偏極化) 線偏極光 線偏極光 E 光偏極化方向：即電場振動之方向 光之偏極化 /physlet_resources/bu_semester2/c22_EM.html E//=Ecos? E?=Esin? E 只有平行於透光軸之光電場分量可通過 E//=Ecos? 線偏極板的作用 透光 max 透光 min 起偏器 檢偏器 入射之自然光 (未偏極化) 偏極化光 線偏極板的作用 透光 max 透光 min 起偏器 檢偏器 透光 min 入射之自然光 E//=Ecos? E?=Esin? E 只有平行於透光軸之光電場分量 E// 可通過 E//=Ecos? 線偏極板作用機制 分子排列方向：e 只可在此方向移動，所以 E? 會與 e 發生共振而被吸收部分被反射。 圖示成 穿透光強度之關係：Malus law 2Io Eo,Io Eocos?, I=Iocos2? ? 起偏器 檢偏器 Source: Benson：University Physics, 1996 常見之線偏極光產生方式 非極化光 法線 極化光 部分極化光 E//：平行入射之分量 E?：垂直入射之分量 當入射角為 ?B (or ?p) 時只有 E? 會反射，即反射光呈現偏極光 ?B 法線 入射角=布魯斯特角 ?B ?B 經由反射產生之偏極光 沒有電磁波 沒有電磁波 呈線偏極光 分子振盪與發射天線之等效 Source: /~whu/intermediate/Polarization/polar1.html E 湯姆森散射：電磁波經由自由 e 之散射 Source: Benson：University Physics, 1996 x y Ex Ey 入射太陽光 光電場可分解成兩分量 空氣分子沿兩分量方向振盪 再輻射出光電場 與入射光垂直方向會呈現偏極光 經由分子對光線之散射產生偏極光 Source: Benson：University Physics, 1996 E 光 O 光 兩者折射率不同，行進速率也不同 經由雙折射產生偏極光 二色向性 當中之一偏極分量被大幅度吸收 偏極板即是做成具有二色向相性之光學元件 經由二色性產生偏極光 布魯斯特角的測量 雷射 玻璃片 偏極板 透射光 (部分偏極化) 入射光 (未偏極化) 入射角=?B 時，反射光最弱，折射率 n=tan-1 ?B (Brewster law) ?B 屏 幕 旋轉玻璃片，找反射光最弱時之入射角 ?B 反射光 (偏極化光) 布魯斯特角的測量 雷射 玻璃片 檢偏板 透射光 入射光 (未偏極化) 入射角=?B 時，反射光最弱，折射率 n=tan-1 ?B (Brewster law) ?B 屏 幕 旋轉玻璃片，找反射光最弱時之入射角 ?B 無反射光 起偏板 雷射 玻璃片 檢偏板 入射光 ?B 反射光的偏極觀察 屏 幕 起偏板 旋轉起偏鏡與檢偏鏡，觀察強度變化 反射光 (偏極化光) Source: /primer/lightandcolor/polarization.html Source: /primer/lightandcolor/polarizedlightintro.html 線偏極光之應用 太陽眼鏡 光通訊之開關 Source: /primer/lightandcolor/polarization.html Source: 科學發展 2002 年1 月， 349 期 線偏極光之應用 LCD：液晶顯示器 電子錶、計算機與儀表板之顯示 立體電影原理 眼鏡 螢幕 起偏器 左眼影像之放影機 右眼影像之放影機 左眼影像 右眼影像 左眼影像 右眼影像 *