第十四章 光的偏振.ppt

三、应用 ①用玻璃片堆获取偏振光 i0 接近完全偏振光 * 第三十页，共六十六页，2022年，8月28日 * 第三十一页，共六十六页，2022年，8月28日 ② 在激光器的谐振腔中开有布儒斯特窗，故激光是 偏振光。 ③ 也可用玻璃片作检偏器。 在强光下摄影时，反光强烈，为使成像后光线谐调、柔和，可在摄影机前头加偏振片，旋转偏振片可减少入射的反射光光强。在雪地，海洋上反射光很强，为保护视力可带装有偏振片的眼镜，或在望远镜前加偏振片。 * 第三十二页，共六十六页，2022年，8月28日 例14.4　如图14.10所示为一玻璃三棱镜，材料的折射率为n＝1.50，设光在棱镜中传播时能量不被吸收.问：(1)一束光强为I0的单色光，从空气入射到棱镜左侧界面折射进入棱镜.若要求入射光全部能进入棱镜，对入射光和入射角有何要求？ (2)若要求光束经棱镜从右侧折射出来，强度仍保持不变，则对棱镜顶角有何要求？ 图14.10 * 第三十三页，共六十六页，2022年，8月28日 解　(1)若要求入射光全部折射到棱镜里，则要求其反射光强度为零.对于自然光这条件无法满足.若入射光为光振动平行入射面的线偏振光，则在入射角等于起偏振角的情况下，反射光束的强度为零，入射光将全部进入棱镜.因此要求入射光是振动方向平行于入射面的线偏振光.入射角i01为 * 第三十四页，共六十六页，2022年，8月28日 (2)当进入棱镜的光射到棱镜右侧界面，因它只包含平行入射面的光振动，只要以起偏振角入射，则其反射光的强度仍然为零，进入棱镜的光将全部折射出棱镜而保持强度不变.这时投射到界面AC的起偏振角i02为 因为 从图14.10上的几何关系可以看出 * 第三十五页，共六十六页，2022年，8月28日 分子中的一个电子振动时发出的光是偏振的，它的光振动方向总是垂直于光的传播方向(横波)，并和电子的振动方向在同一个平面内.但是，往各方向发出的光强度不同：在垂直于电子振动的方向，强度最大；在沿电子振动的方向，强度为零 . 一束光射到一个微粒或分子上，就会使其中的电子在光束内的电场矢量的作用下振动.此类振动中的电子会向其周围四面八方发射同频率的电磁波，即光.这种现象叫做光的散射. §14-4 散射光的偏振 * 第三十六页，共六十六页，2022年，8月28日 图14.11表示了这种情形，O处有一电子沿竖直方向振动，它发出的球面波向四周传播，各条光线上的短线表示该方向上光振动的方向，短线的长短大致表示该方向上光振动的振幅. 图14.11　振动的电子发出的光的 振幅和偏振方向示意图 * 第三十七页，共六十六页，2022年，8月28日 按照电磁理论，每个散射光波的振幅是与它的频率的平方成正比，而其光强又和它的振幅的平方成正比，所以散射光的强度和光的频率的4次方成正比. * 第三十八页，共六十六页，2022年，8月28日 14.5.1 双折射现象 寻常光和非常光 且入射线、法线、折射线在同一平面内，这是光在各向同性均匀媒质中的折射现象。 例如光从空气射向水、玻璃、或呈熔融态的石英时。 当一束光投射到两种媒质的交界处，一般只能看到一束折射光，折射定律为： §14-5 光的双折射 * 第三十九页，共六十六页，2022年，8月28日 但是，如果将光束射向各向异性的晶体中时，例如将一束光投向方解石（冰州石），透过方解石的光则有两束。 所谓各向异性，是指晶体的物理性质与方向有关。 各向(同)异性的微观本质 若组成固体的晶粒在空间的取向是无规则的，就表现出各向同性；若组成固体的晶粒在空间有一定的取向，就表现出各向异性。 * 第四十页，共六十六页，2022年，8月28日 能产生双折射的晶体是非立方晶系的晶体。 如方解石、石英、电气石、红宝石等。 晶体(固体)的各向异性 例：云母只容易沿一个平面劈开； 结晶的石墨在每两个相对面之间并不具有相同的电阻。 镍晶体只在一个确定的方向上容易被磁化。 * 第四十一页，共六十六页，2022年，8月28日 1、双折射现象 当一束光在晶体的表面折射时，在晶体内可产生两束折射光。这就是双折射现象。 * 第四十二页，共六十六页，2022年，8月28日 如果将光束正入射在方解石上，并将方解石围绕着入射光束旋转，则发现其中一光束不动，而另一光束跟着旋转一周。 2、寻常光（o光）和非寻常光（e光） 在两折射光束中 有一束光遵守普通的折射定律，称为寻常光 (o光)。 不管入射光束方位如何，o光总在入射面内。 * 第四十三页，共六十六页，2022年，8