《15-4光的偏振.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15-4光的偏振.ppt（28页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、解：玻璃片上下表面的反射光加强时，应满足 即 在可见光范围内，只能取 根据能量守恒定律，玻璃片的透射光加强时，应满足 或，反射光应满足干涉减弱条件（与透射光互补），即 都有：15-9.作业作业14 14 答案答案15-10.2n2e5=(2k+1)/2 k=4明纹的条件是 2n2ek=k相邻二明纹所对应的膜厚度之差 e=ek+1ek=/(2n2)解：第五条暗纹中心对应的薄膜厚度为e5，15-12.解：牛顿环暗环半径公式 根据题意可得 -66543210-1-2-3-4-501-12-2-66543210-1-2-3-4-5、单缝衍射的影响、单缝衍射的影响（）条纹的光强；因为单缝衍射的光强与衍（
2、）条纹的光强；因为单缝衍射的光强与衍射角有关射角有关（iiii）缺级现象缺级现象：按多缝干涉应出现明纹处，由于：按多缝干涉应出现明纹处，由于单缝衍射效应反成为暗纹的现象。单缝衍射效应反成为暗纹的现象。设衍射角方向上设衍射角方向上缺级条件：缺级条件：整数比整数比例：例：a=b 时，时，2，4，6，缺级缺级a+b=3a 时，时，k=3k k=2k 3，6，9，缺级缺级缺缺缺缺缺缺缺缺 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 70三、光栅光谱三、光栅光谱 对同一级次，对同一级次，越大，越大，越大，入射光为越大，入射光为白光白光时，光时，光栅把不同波长的光分开来，形成光谱。栅把不同波长
3、的光分开来，形成光谱。一级光谱一级光谱二级光谱二级光谱三级光谱三级光谱 例题例题1 波长为波长为500nm的单色平行光垂直地照射在一的单色平行光垂直地照射在一衍射光栅上，光栅常数为衍射光栅上，光栅常数为2.010-3cm，光栅后面放一焦，光栅后面放一焦距为距为2.0m的透镜把衍射光会聚在接收屏上。求第一谱的透镜把衍射光会聚在接收屏上。求第一谱线与第三谱线间的距离。线与第三谱线间的距离。设第一、第三级谱线的衍射角分别为设第一、第三级谱线的衍射角分别为 1 和和 3；第一、第三级谱线到中央亮条纹中心的距离分别为第一、第三级谱线到中央亮条纹中心的距离分别为 x1和和x3 则则由于由于 1 和和 3都
4、很小，因此都很小，因此解：解：例题例题2 用波长为用波长为589.3nm的平行钠光垂直照射光栅，的平行钠光垂直照射光栅，已知光栅上每毫米有已知光栅上每毫米有500条刻痕，且透明和不透明的宽条刻痕，且透明和不透明的宽度相等，问最多能观察到几条亮条纹？度相等，问最多能观察到几条亮条纹？解：解：由已知由已知由于屏是无限大的，最大衍射角应是由于屏是无限大的，最大衍射角应是 /2可以接收到可以接收到7条谱线，条谱线，k=2的谱线消失的谱线消失因此屏上可接收到因此屏上可接收到5条谱线，其值分别为条谱线，其值分别为0、1、3但有缺级，其但有缺级，其k值为值为机机械械波波穿穿过过狭狭缝缝15-7 光的偏振性光
5、的偏振性 马吕斯定律马吕斯定律 光是电磁波，是变化的电场和变化的磁场的传播过光是电磁波，是变化的电场和变化的磁场的传播过程。其中程。其中E 矢量称为光矢量。矢量称为光矢量。光矢量的振动方向总是光矢量的振动方向总是和光的传播方向垂直。和光的传播方向垂直。EH传播方向传播方向光波是横波光波是横波通光方向一、光的偏振态一、光的偏振态1、线偏振光、线偏振光光矢量只沿某一固定方向振动的光。光矢量只沿某一固定方向振动的光。符号表示符号表示振动面振动面2、圆偏振光和椭圆偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光椭圆偏振光椭圆偏振光 光矢量端点在垂直于光传光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出椭圆播方向的截面内描绘出椭
6、圆轨迹。检偏器旋转一周，光轨迹。检偏器旋转一周，光强两强两弱。强两强两弱。圆偏振光圆偏振光 光矢量端点在垂直于光传光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出圆形播方向的截面内描绘出圆形轨迹。检偏器旋转一周，光轨迹。检偏器旋转一周，光强无变化。强无变化。自然光可看成是两个振动方向正交的，没有恒定自然光可看成是两个振动方向正交的，没有恒定相相位关系的，等振幅的线偏振光的混合。位关系的，等振幅的线偏振光的混合。一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光叫叫自然光自
7、然光。符号表示符号表示3、自然光、自然光 某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光。势的光为部分偏振光。符号表示符号表示4、部分偏振光、部分偏振光 线偏振光与自然光的混合线偏振光与自然光的混合二、二、偏振片偏振片 马吕斯定律马吕斯定律 二向色性：二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动，某些物质能吸收某一方向的光振动，而只让某个特定方向的光振动通过，这种性质称二向而只让某个特定方向的光振动通过，这种性质称二向色性色性。偏振片：偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片涂有二向色性材料的透明薄片。偏振化方向：偏振化方向：当自然光照射在偏振
8、片上时，它只让当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向。化方向。偏振化方向偏振化方向自然光自然光线偏振光线偏振光1、偏振片、偏振片 最亮最亮最暗最暗自然光自然光偏振光偏振光检偏器检偏器起偏器起偏器偏振光偏振光通过旋转通过旋转的检偏器，光强的检偏器，光强发生变化；发生变化；自然光自然光通过旋转通过旋转的检偏器，光强的检偏器，光强不变。不变。注意注意消光消光不变不变入射光入射光入射光入射光入射光入射光线偏振线偏振自然光自然光部分偏振部分偏振光强变化光强变化入射光入射光出射光出射光观察出射光强观察出射光强的变化
9、的变化2、马吕斯定律、马吕斯定律 设设P1、P2分别表示起偏器和检偏器的偏振化方向，分别表示起偏器和检偏器的偏振化方向，为它们之间的夹角为它们之间的夹角P1P2 设投到检偏器和透过检偏设投到检偏器和透过检偏器的光强分别为器的光强分别为I1和和I2，则，则马吕斯定律马吕斯定律 一束自然光通过一块偏振片时，其光强变为原一束自然光通过一块偏振片时，其光强变为原来的来的一半一半。注意注意 例题例题 一束光是线偏振光与自然光的混合，合光强一束光是线偏振光与自然光的混合，合光强为为 I0，当它通过一块偏振片时，发现透射光强随偏，当它通过一块偏振片时，发现透射光强随偏振片的取向可变化振片的取向可变化 5倍，
10、不计吸收，求入射光束中这倍，不计吸收，求入射光束中这两两 个成分所占的比例。个成分所占的比例。解：设该光束中自然光的强度为解：设该光束中自然光的强度为I10，线偏振光的强，线偏振光的强度为度为I20，则，则由马吕斯定律，该光束通过偏振片后光强为：由马吕斯定律，该光束通过偏振片后光强为：且且 Imax=5Imin 在两块正交偏振片在两块正交偏振片P1、P3 之间插入另一块偏之间插入另一块偏振片振片 P2，光强为，光强为I0 的自然光垂直入射于偏振片的自然光垂直入射于偏振片P1，讨，讨论转动论转动 P2透过透过 P3的光强的光强 I 与转角的关系。与转角的关系。讨论讨论若若 在在02 间变化，间变
11、化，I3 如何变化如何变化？15-8 15-8 反射和折射的偏振现象反射和折射的偏振现象反射和折射的偏振现象反射和折射的偏振现象 布儒斯特定律布儒斯特定律布儒斯特定律布儒斯特定律自然光自然光反射光反射光折射光折射光垂直振动能量大于平行振动能量垂直振动能量大于平行振动能量平行振动能量大于垂直振动能量平行振动能量大于垂直振动能量iMN 理论和实践都证明：反理论和实践都证明：反射光和折射光的偏振化程射光和折射光的偏振化程度与入射角度与入射角i有关有关 反射光是偏振光，且光振动垂直于入射面，而反射光是偏振光，且光振动垂直于入射面，而折射折射光仍为部分偏振光。光仍为部分偏振光。当入射角等于某一特定当入射
12、角等于某一特定值值i0，i0满足满足：部分偏振光部分偏振光部分偏振光部分偏振光自然光自然光 i0 叫叫布儒斯特角布儒斯特角，或称，或称为全偏振角。这时折射光为全偏振角。这时折射光的偏振化程度最大。的偏振化程度最大。i0MN 可以证明：当入射角等于全偏振角时，反射光线和可以证明：当入射角等于全偏振角时，反射光线和折射光线垂直。折射光线垂直。证明：证明：比较上两式得：比较上两式得：即反射光线和折射光线垂直。即反射光线和折射光线垂直。r（C C）用偏光镜用偏光镜几乎消几乎消除除了反射偏振光了反射偏振光 使玻璃门内的人使玻璃门内的人物清晰可见物清晰可见（A A）玻璃门玻璃门表面的表面的反光很强反光很强
13、（B B）用偏光镜用偏光镜减弱减弱了反射偏振光了反射偏振光说明：说明：1、当入射角等于全偏振角时，反射光是全偏振光，、当入射角等于全偏振角时，反射光是全偏振光，光振动垂直于入射面，但光强很弱，垂直振动的能量约光振动垂直于入射面，但光强很弱，垂直振动的能量约有有15被反射；折射光是部分偏振光，光强很大，被反射；折射光是部分偏振光，光强很大，85的垂直振动能量及全部平行振动能量都被折射。的垂直振动能量及全部平行振动能量都被折射。2、为了增强反射光的强度及折射光的偏振化程度，、为了增强反射光的强度及折射光的偏振化程度，可用多层玻璃进行折射和反射。可用多层玻璃进行折射和反射。i0自然光自然光偏振光偏振
14、光 部分偏振光部分偏振光 (近于偏振近于偏振)例题例题 一束自然光以某一角射到平面玻璃板上，反一束自然光以某一角射到平面玻璃板上，反射光恰为线偏振光，且折射光的折射角为射光恰为线偏振光，且折射光的折射角为320，求：，求：(1)自然光的入射角；自然光的入射角；(2)玻璃的折射率；玻璃的折射率；(3)经过玻璃片后透射光的偏振状态。经过玻璃片后透射光的偏振状态。解：解：(1)反射光为线偏振光时，反射光与折射光垂直反射光为线偏振光时，反射光与折射光垂直i0i0 透射光为部分透射光为部分偏振光。偏振光。讨论讨论讨论下列光线的反射和折射（讨论下列光线的反射和折射（起偏角起偏角 ）本次作业：本次作业：15-24、15-25、15-29下次上课内容：下次上课内容：习题课习题课 四四