大学物理教案chap14-1.ppt

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1、同学们好！广义：电磁波狭义：可见光，电磁波中的狭窄波段光颜色：紫~红:4000Å~7000Å(3900Å~7600Å):7.691014Hz~3.951014Hz§14.1光的偏振光波：交变电磁场在空间传播P.61上式为平面电磁波的波函数平面电磁波有如下性质：(1)电磁波是横波，和都与传播方向相垂直；(2)与互相垂直，并与能量传播方向满足右螺旋关系；即(3)和的振动同相位；(4)和的振幅成比例，波线上同一点瞬时值之间满足同样的比例；即(5)电磁波传播速度,真空中,与真空中的光速相同。光矢量：光振动：光波：交变电磁场在空间传播偏振：波振动对传播方向非对称分布

2、纵波：非偏振横波：偏振区分二者的标志一、光的横波性与偏振态（一）光的横波性（二）光的偏振态偏振光自然光完全偏振光部分偏振光线(平面)偏振光椭圆偏振光圆偏振光1.自然光每个光波列:横波—偏振一束光:由于光振动方向的随机性,统计结果:各种取向的光矢量振幅相等光普通光源发光：光矢量对传播方向均匀对称分布—非偏振xyz..............正交分解：一对互相垂直，互相独立，振幅相等的光振动无固定相位差,非相干叠加2.线偏振光光振动只有一个确定方向（只有一个振动面）3.椭圆偏振光4.圆偏振光光矢量旋转，其端点轨迹为截面是的螺旋线椭圆圆.......5.部分偏

3、振光自然光+线偏振光光振动在某方向上占优势........二、偏振光的起偏和检偏马吕斯定律原理:利用光在两种介质界面上的反射和折射双折射利用光在各向异性介质中的传播偏振片获得线偏振光偏振化方向原理：晶体的二相色性：只让某一方向振动的光通过，而吸收其它方向的光振动。偏振化方向效果：得到振动方向与偏振化方向相同的线偏振光I0偏振片(吸收)起偏E吸收通过长链状分子部分偏振光入射：自然光与线偏振光叠加自然光入射偏振片偏振片线偏振光入射光振动方向与偏振片偏振化方向的夹角马吕斯定律强度变化规律：I0IA1A2A检偏方法及规律检测线偏振光起偏器（偏振片、尼科耳等）同时可

4、作为检偏器方法：旋转检偏器，观测出射光强的变化情况每旋转检偏器一周，出射光光强不变——入射光为自然光（或圆偏振光）两次最强、两次消光——线偏振光两次最强、两次最弱，无消光——部分偏振光（或椭圆偏振光）解:1.出射光强:Io例:图中，M为起偏器，N为检偏器，自然光垂直入射2.M、N固定，偏振化方向互相垂直。在MN间放入偏振片C,C转动360。MNI02.以M、C偏振化方向平行为初态MNCI0Io练习1)一束光强为I0的自然光通过两个偏振化方向成60o的偏振片后，光强为2)3)要让一束线偏振光的振动方向旋转90至少要几块偏振片？如何放置？出射光强最

5、大：至少两块偏振片，如图放置：n1n2i0i0三、反射和折射起偏布儒斯特定律一般情况下得部分偏振光n1n2i当入射角i0满足反射光为线偏振光（⊥）注意：i自然光入射反射光<折射光>垂直分量与平行分量比例随i变由反射线与折射线垂直i0：布儒斯特角(起偏振角)布儒斯特定律n1n2i0i0光以i=i0角入射，通过玻璃片堆折射•.自然光入射i0•线偏振光•••••••••••••••••••线偏振光•••折射光：近似线偏振光()（垂直振动成分一次次被反射掉）反射光：线偏振光()练习1)全反射条件关系式现象起偏振光密光疏无折射线in1n2折

6、射线与反射线垂直光密光疏i0n1n22)试比较起偏角与全反射临界角方解石晶体四、双折射起偏双折射现象光进入各向异性介质时，介质中出现两条折射光线。象折射现方解石晶体双纸面折射现12e光o光寻常光O:遵守折射定律，在入射面内非常光e:不遵守折射定律，一般不在入射面内O、e光均为线偏振光：eieOO原因：晶体各向异性几个重要概念(1)晶体的光轴：晶体内的特殊方向该方向上垂直于该方向晶体内沿光轴方向传播的光不发生双折射单轴晶体双轴晶体正晶体负晶体分类：非光轴方向:正晶体负晶体正晶体uo>ue负晶体uo

7、球面光轴方向相切(2)晶体的主截面：光轴与晶面法线组成的平面入射线在主截面内时，两条折射线均在主截面内(3)光线的主平面：折射光与光轴构成的平面一般，二者主平面不重合o、e光振动不垂直特例：当入射光在主截面内时入射面主截面o、e光主平面重合光轴入射线o光e光在同一平面用惠更斯原理解释双折射二者互相垂直惠更斯原理波面上的每一点均为发射子波的波源，这些子波的包络面即新的波阵面成功：可解释衍射成因，用几何法作出新的波面，推导反射、折射定律不足：不能定量说明衍射波的强度分布障碍物入射波衍射波(1)自然光垂直入射晶面o,e光不重合(a)o,e光重合无双折射(b)o,e光同方

8、向,但有光