光的偏振大學1

1、1第第19章章 光的偏振光的偏振一一. 關于光的本性的認識發(fā)展簡史關于光的本性的認識發(fā)展簡史對立波動說惠更斯微粒說牛頓世紀世紀1917 光是橫波還是縱波？氣體中只能傳播機械縱波。光是橫波還是縱波？氣體中只能傳播機械縱波。20世紀初，光電效應、康普頓效應的發(fā)現(xiàn)世紀初，光電效應、康普頓效應的發(fā)現(xiàn)光具有粒子性光具有粒子性光具有波粒二象性。光具有波粒二象性。1865年麥克斯韋建立了光的電磁理論年麥克斯韋建立了光的電磁理論光是電磁波。光是電磁波。1808年馬呂斯發(fā)現(xiàn)光的偏振現(xiàn)象年馬呂斯發(fā)現(xiàn)光的偏振現(xiàn)象光是橫波。光是橫波。 光在空氣中的光速與在介質中的光速哪個大？光在空氣中的光速與在介質中的光速哪個大？1

2、862年傅科測出水中光速。年傅科測出水中光速。2電場電場強度強度E稱為稱為光振動光振動(或光矢量或光矢量)。 光是橫波，它具有相互垂直的電場強度矢量和光是橫波，它具有相互垂直的電場強度矢量和磁場強度矢量。磁場強度矢量。光在人眼視覺范圍內的波段為光在人眼視覺范圍內的波段為400nm 760nm。我們在研究光時只研究電我們在研究光時只研究電場強度而不提及磁場強度。場強度而不提及磁場強度。 光振動的物理意義：空間某一點的光振動是指該點的光振動的物理意義：空間某一點的光振動是指該點的電場強度的大小和方向隨時間變化，不是指介質中的電場強度的大小和方向隨時間變化，不是指介質中的質點在振動。質點在振動。)2

3、cos(0rtEEo3 19-1原子的發(fā)光模型：原子的發(fā)光模型：普通光源：普通光源：自發(fā)輻射。自發(fā)輻射。每一個分子和原子都相當于每一個分子和原子都相當于一個小光源，一個小光源，(1)它們所發(fā)出的波的振幅、相位、振它們所發(fā)出的波的振幅、相位、振動方向各不相同；動方向各不相同；(2)發(fā)光是間歇的，眼睛感覺到的發(fā)光是間歇的，眼睛感覺到的光強是平均光強，（光強是平均光強，（3）波列的長度即相干長度。）波列的長度即相干長度。 獨立獨立(不同原子發(fā)的光不同原子發(fā)的光)獨立獨立(同一原子先后發(fā)的光同一原子先后發(fā)的光)能級躍遷輻射能級躍遷輻射高能級高能級E2低能級低能級E1光子光子結論：結論：普通光源普通光源

4、不是相干光源。不是相干光源。419-3 偏振態(tài)和偏振光偏振態(tài)和偏振光 自然光自然光光波是橫波，光波是橫波，E E、HH、v v三者都是垂直的。三者都是垂直的?？梢鹑说囊曈X的只可引起人的視覺的只有有 E E 矢量，矢量，故稱故稱E E 矢量矢量為為光矢量。光矢量。播播傳傳方方向向振振動動面面面面向向播播動動振振方方傳傳研究光的振動方向的特性即光的偏振性。只有橫研究光的振動方向的特性即光的偏振性。只有橫波才有偏振。波才有偏振。cE EH H51. .自然光和偏振光自然光和偏振光 普遍光源發(fā)出的光，普遍光源發(fā)出的光，E E矢量在各方向的振動都存矢量在各方向的振動都存在。在。E E每個光矢量可分解為

5、兩相互垂直的振動。每個光矢量可分解為兩相互垂直的振動。E E 可以把普遍光源發(fā)出的光看成是在所有振動可以把普遍光源發(fā)出的光看成是在所有振動方向上振幅都相等的光。方向上振幅都相等的光。自然光自然光可以用相互垂直的光振動描寫自然光?？梢杂孟嗷ゴ怪钡墓庹駝用鑼懽匀还?。自然光可分解為自然光可分解為兩個方向任意互相垂直、振幅相等，兩個方向任意互相垂直、振幅相等，沒沒有任意相位關系有任意相位關系的光。并且的光。并且這兩個方向的光振動這兩個方向的光振動的光強為自然光強度的一半。的光強為自然光強度的一半。6強調：強調：對自然光，各光矢量間沒有固定的位相關系對自然光，各光矢量間沒有固定的位相關系任意兩個取向不同

6、的光矢量不能合成一個光矢量；任意兩個取向不同的光矢量不能合成一個光矢量；表示自然光的兩個互相垂直的光振動間也無固定的表示自然光的兩個互相垂直的光振動間也無固定的位相關系，因而也不能合成一個電矢量。位相關系，因而也不能合成一個電矢量。自然光的圖示：自然光的圖示： 如果光在傳播過程中，只存在某一確定方向的振如果光在傳播過程中，只存在某一確定方向的振動，這種光稱為動，這種光稱為線偏振光或完全偏振光線偏振光或完全偏振光，簡稱偏振光。，簡稱偏振光。 如果光既不是自然光，也不是完全偏振光，而是如果光既不是自然光，也不是完全偏振光，而是某一方向的振動較另一正交方向的振動占優(yōu)勢，這某一方向的振動較另一正交方向

7、的振動占優(yōu)勢，這種光稱為種光稱為部分偏振光部分偏振光。72. .起偏和檢偏起偏和檢偏 在光學中，某些物質能有選擇的吸收某一個方向的在光學中，某些物質能有選擇的吸收某一個方向的光振動，而只允許某個特定方向的光振動通過，物質光振動，而只允許某個特定方向的光振動通過，物質的這種性質稱為二向色性。自然光通過這種介質，就的這種性質稱為二向色性。自然光通過這種介質，就能去掉自然光中某一方向的光振動而形成偏振光。能去掉自然光中某一方向的光振動而形成偏振光。起偏：起偏：將自然光轉變成偏振光的過程。將自然光轉變成偏振光的過程。 二向色性的有機晶體，如硫酸碘奎寧、電氣石或二向色性的有機晶體，如硫酸碘奎寧、電氣石或

8、聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高溫下拉伸、烘聚乙烯醇薄膜在碘溶液中浸泡后，在高溫下拉伸、烘干，然后粘在兩個玻璃片之間就形成了干，然后粘在兩個玻璃片之間就形成了偏振片偏振片。它有。它有一個特定的方向，只讓平行與該方向的振動通過。一個特定的方向，只讓平行與該方向的振動通過。 偏振片有一個特定的方向，只讓平行與偏振片有一個特定的方向，只讓平行與該方向的振動通過。我們把該方向的振動通過。我們把允許特定光振允許特定光振動通過的方向稱為動通過的方向稱為振化方向振化方向8檢偏：檢偏：檢測偏振光的過程。檢測偏振光的過程。1P1P2P0I1I2I當當 P1 / P2 時，時，0透射光最強。透射光最強。當當 P

9、1 P2 時，時，2透射光為透射光為0。0121II實驗發(fā)現(xiàn)：實驗發(fā)現(xiàn)：偏振光：偏振片偏振光：偏振片P P2 2旋轉一周時，光強度經歷兩次最明、旋轉一周時，光強度經歷兩次最明、兩次最暗的變化。兩次最暗的變化。自然光：偏振片自然光：偏振片P P2 2旋轉一周時，光強度并不發(fā)生變化。旋轉一周時，光強度并不發(fā)生變化。自然光通過偏振片后所獲得的線偏振光的自然光通過偏振片后所獲得的線偏振光的光強是自然光光強的一半光強是自然光光強的一半。9立體電影立體電影10112P1P0I1I2I兩偏振片偏振化方向夾角為兩偏振片偏振化方向夾角為 。 將通過將通過 P1 的光矢量振幅的光矢量振幅 A1 ，分解為平行于分解

10、為平行于P2 的分量的分量 A2 和垂直和垂直于于P2的分量的分量 A 。2P1P2AA1A垂直分量垂直分量 A 不能通過不能通過P2 ，平行分量平行分量 A2 可通過可通過 P2 。cos12AA由于光強與光振幅平方成正比，由于光強與光振幅平方成正比，2AI 馬呂斯定律是描述馬呂斯定律是描述偏振光穿過偏振片后偏振光穿過偏振片后光強的變化情況光強的變化情況 。212cosII 馬呂斯定律馬呂斯定律12討論：討論：式中，式中， 為入射的偏振光的強度；為入射的偏振光的強度； 為透射的偏振光為透射的偏振光的強度。的強度。2I1I1. .當當 或0時，時，12II2. .當當232或時，時，02I一束

11、光強為一束光強為 的自然光透過檢偏器，透射光強為：的自然光透過檢偏器，透射光強為：0I2/0I光強最大光強最大光強最小光強最小212cosII 1I223013例題：例題：有三個偏振片堆疊在一起，第一塊與第三塊的有三個偏振片堆疊在一起，第一塊與第三塊的偏振片化方向相互垂直，第二塊和第一塊的偏振化方偏振片化方向相互垂直，第二塊和第一塊的偏振化方向相互平行，然后第二塊偏振片以恒定的角速度向相互平行，然后第二塊偏振片以恒定的角速度 繞繞光傳播的方向旋轉，設入射自然光的光強為光傳播的方向旋轉，設入射自然光的光強為 I0。自然光I01P2P3PIP3P2P12)(coscosII222202sincos

12、220I求：求：出射光的光強隨時間出射光的光強隨時間的變化關系。的變化關系。8220tsinI解：解：80I424314例題例題：兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時沒有光線透過。當其中一偏振片慢慢轉動上時沒有光線透過。當其中一偏振片慢慢轉動180 時時透射光強度發(fā)生的變化為透射光強度發(fā)生的變化為: : B （A）光強單調增加；光強單調增加；（B）光強先增加，后又減小至零；光強先增加，后又減小至零；（C）光強先增加，后減小，再增加；光強先增加，后減小，再增加；（D）光強先增加，然后減小，再增加再減小至零。光強先增加，然后減小，再增加再減小至零。P

13、2P11519-5 當自然光入射到介質表當自然光入射到介質表面時，反射光和折射光都面時，反射光和折射光都是部分偏振光。是部分偏振光。i1n2n光從折射率為光從折射率為 n1 的的介質射向折射率為介質射向折射率為 n2 的介質時，的介質時，當當入射角滿足入射角滿足 反射光中反射光中振動方向垂直入振動方向垂直入射面的成分比平行于入射面射面的成分比平行于入射面的成分占優(yōu)勢；的成分占優(yōu)勢； 折射光中折射光中振動方向平行入射面的成分比垂直于入射振動方向平行入射面的成分比垂直于入射面的成分占優(yōu)勢；面的成分占優(yōu)勢；12tgnnib一、由反射折射獲得偏振光一、由反射折射獲得偏振光1612tgnnibbi1n2

14、nbi0r2rib由折射定律由折射定律12sinsinnnrib和布儒斯特定律和布儒斯特定律反射光就變?yōu)檎駝臃较虼怪狈瓷涔饩妥優(yōu)檎駝臃较虼怪庇谌肷涿娴耐耆窆?。而于入射面的完全偏振光。而折射光仍為部分偏振光。折射光仍為部分偏振光。i ib b稱為布儒斯特角稱為布儒斯特角bbbicosisinnni12tg可以證明：當入射角等于可以證明：當入射角等于i ib b時，反射光和折射光相互時，反射光和折射光相互垂直。即：垂直。即：17注意：注意：玻璃玻璃n2=1.5 ，3 .56bi布儒斯特角布儒斯特角水水n2=1.33 ，1 .53bi1 1）當入射角為布儒斯特角時，反射光為振動方向垂）當入射角為

15、布儒斯特角時，反射光為振動方向垂直入射面的線偏振光，而折射光仍為振動方向平行直入射面的線偏振光，而折射光仍為振動方向平行于入射面的成分占優(yōu)勢的部分偏振光，這是因為反于入射面的成分占優(yōu)勢的部分偏振光，這是因為反射光線很弱，光強達不到自然光的一半。射光線很弱，光強達不到自然光的一半。2 2）要注意布儒斯特角與全反射角的區(qū)別：）要注意布儒斯特角與全反射角的區(qū)別：兩者兩者條件不同。全反射時對條件不同。全反射時對n1 、 n2 有要求；而有要求；而布儒布儒斯特角無此要求；斯特角無此要求；入射角大于全反射角時都會入射角大于全反射角時都會發(fā)生全反射，但只有入射角為發(fā)生全反射，但只有入射角為布儒斯特角時反射布

16、儒斯特角時反射光才是完全線偏振光。光才是完全線偏振光。18利用玻璃片堆可產生較強的反射偏振光。利用玻璃片堆可產生較強的反射偏振光。0rbibi 理論實驗表明：反射所獲得的線偏光僅占入射垂理論實驗表明：反射所獲得的線偏光僅占入射垂直分量能量的直分量能量的15%，而約占，而約占85%的垂直分量和全部的垂直分量和全部平行分量都折射到玻璃中。平行分量都折射到玻璃中。 為了獲得強度較大的線偏振光，可采用玻璃片堆的為了獲得強度較大的線偏振光，可采用玻璃片堆的辦法。一束自然光以起偏角辦法。一束自然光以起偏角arctg1.5=56.30從空氣入射從空氣入射到到20層平板玻璃上，層平板玻璃上，在玻璃片下表面處的

17、反射，在玻璃片下表面處的反射，其入射角其入射角33.70也正是光從也正是光從玻璃射向空氣的起偏振角玻璃射向空氣的起偏振角 arctg1/1.5，所以反射光仍所以反射光仍是垂直于入射面振動的偏是垂直于入射面振動的偏振光。如圖：振光。如圖：19例題：例題：畫出反射光和折射光的偏振化狀態(tài)。畫出反射光和折射光的偏振化狀態(tài)。（i0為布儒斯特角，為布儒斯特角，i i為一般入射角）為一般入射角）iiii0i0i020例題：例題：已知某材料在空氣中的布儒斯特角已知某材料在空氣中的布儒斯特角求它的折射率？若將它放在水中（水的折射率求它的折射率？若將它放在水中（水的折射率 為為 1.33），求布儒斯特角？該材料對

18、水的相對），求布儒斯特角？該材料對水的相對 折射率是多少？折射率是多少？058bi解解：設該材料的折射率為設該材料的折射率為 n ，空氣的折射率為空氣的折射率為1，6 . 1599. 15810tgntgib放在水中，則對應有放在水中，則對應有2 . 133. 16 . 1水nntgib03 .50bi所以：該材料對水的相對折射率為該材料對水的相對折射率為1.221例題：例題： 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，反射光恰為線偏振光，且折射光的折射角為射光恰為線偏振光，且折射光的折射角為320，求：，求： (1) 自然光的入射角；自然光的入射角； (2)

19、玻璃的折射率；玻璃的折射率； (3) 經過玻璃片后透射光的偏振狀態(tài)。經過玻璃片后透射光的偏振狀態(tài)。解：解：(1) 由布儒斯特定律，反射光為線偏振光時，反射由布儒斯特定律，反射光為線偏振光時，反射光與折射光垂直光與折射光垂直, i0+ r=90058900ri(3) (2) 由120nnitgn1=16 . 158012tgitgnn透射光為部分偏振光透射光為部分偏振光.22例題例題 一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它 垂直通過一偏振片。若以此入射光束為軸旋轉偏振片，垂直通過一偏振片。若以此入射光束為軸旋轉偏振片，測得透射光強度最大值是最小值的測得透射光

20、強度最大值是最小值的 5 倍，那么入射光倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強比值為束中自然光與線偏振光的光強比值為（A）1/2（B）1/5（C）1/3（D）2/3 A 10III102I/IImax20/IImin100225I/I/I2319-6 這種一束入射自然光進入這種一束入射自然光進入各向異性的晶體（如方解石各向異性的晶體（如方解石晶體）后變成兩束折射光的晶體）后變成兩束折射光的現(xiàn)象稱為現(xiàn)象稱為雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象。例如：例如：白紙上涂一個黑點，將白紙上涂一個黑點，將方解石放在紙上，可觀察到兩方解石放在紙上，可觀察到兩個黑點，旋轉方解石，一個黑個黑點，旋轉方解石，一個黑點不動，另一

21、個黑點旋轉。點不動，另一個黑點旋轉。 雙折射的兩條光線都為線偏光，且在晶體內的傳播雙折射的兩條光線都為線偏光，且在晶體內的傳播速度不同。速度不同。一一. .雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象24二二. .尋常光和非常光尋常光和非常光 其中的一條折射光服從折射定律，沿其中的一條折射光服從折射定律，沿各方向的光的傳播速度相同，各向折射各方向的光的傳播速度相同，各向折射率率 no 相同，相同，且在入射面內傳播，且在入射面內傳播，這一條這一條光稱為光稱為尋常光尋常光 ，簡稱，簡稱 o光。光。 另一條折射光不服從折射定律，沿另一條折射光不服從折射定律，沿各方向的光的傳播速度不相同，各向折各方向的光的傳播速度不相同，各

22、向折射率射率 ne 不相同，不相同，并且不一定在入射面內并且不一定在入射面內傳播，傳播，這一條光稱為這一條光稱為非常光非常光，簡稱，簡稱 e光。光。光e光oconstnrsinisin21constrsinisin25三三. .晶體的光軸晶體的光軸 在雙折射晶體內存在一個固定的方向，在該方向上在雙折射晶體內存在一個固定的方向，在該方向上o光、光、e光的傳播速度相同，折射率相同，不發(fā)生雙折光的傳播速度相同，折射率相同，不發(fā)生雙折射現(xiàn)象射現(xiàn)象, ,這個方向稱為晶體的光軸。這個方向稱為晶體的光軸。AB5 .1015 .78平行于光軸方向平行于光軸方向， eonno、e光重合，光重合，垂直于光軸方垂直

23、于光軸方向向no 、ne相差最大，相差最大， o、e光偏離最大。光偏離最大。 具有一個光軸的晶體，稱為單軸晶體。例如：方具有一個光軸的晶體，稱為單軸晶體。例如：方解石、石英等。解石、石英等。 具有兩個光軸的晶體，稱為雙軸晶體。例如：具有兩個光軸的晶體，稱為雙軸晶體。例如：云母、硫黃等。云母、硫黃等。不產生折射現(xiàn)象。不產生折射現(xiàn)象。26四、主平面四、主平面 o 光、光、e 光都有各自的主平面。光都有各自的主平面。o光的振動方向與它的主平面垂直，光的振動方向與它的主平面垂直，e光的振動方向與它的主平面平光的振動方向與它的主平面平行。行。光o光e光軸光軸71方解石方解石 晶體內任一光線和光軸所決定的

24、平面稱為此光線的晶體內任一光線和光軸所決定的平面稱為此光線的主平面主平面 。在一般情況下，在一般情況下，o o光的主平面與光的主平面與e e光的主平面之間光的主平面之間有一不大的夾角，此時兩光矢量的振動方向不完全有一不大的夾角，此時兩光矢量的振動方向不完全互相垂直。互相垂直。27五五. .正晶體、負晶體正晶體、負晶體eonneonn如方解石晶體如方解石晶體如石英晶體如石英晶體552.1 ,543.1eonn468.1 ,658.1eonn即即o o光的傳播速度大于光的傳播速度大于e e光的傳播速度。光的傳播速度。vcn 即即 e e光的傳播速度大于光的傳播速度大于o o光的傳播速度。光的傳播速

25、度。這種晶體稱為這種晶體稱為負晶體。負晶體。這種晶體稱為這種晶體稱為正晶體。正晶體。n ne e為垂直光軸方向的折射率，稱為主折射率。為垂直光軸方向的折射率，稱為主折射率。其他方向不能用主折射率。其他方向不能用主折射率。28例題：例題： ABCD 為一塊方解石的一個垂直屏幕的晶面，為一塊方解石的一個垂直屏幕的晶面，光軸方向在屏幕面內且與光軸方向在屏幕面內且與AB 成一銳角成一銳角 , ,如圖所示如圖所示. .一一束平行的單色自然光垂直于束平行的單色自然光垂直于 AB 端面入射端面入射. .在方解石內在方解石內折射分解為折射分解為 o 光和光和 e 光光, , o 光和光和 e 光的光的 : :

26、光軸ABCD光o光e(A) 傳播方向相同傳播方向相同, ,光矢量的振動光矢量的振動方向互相垂直方向互相垂直. . C (D) 傳播方向不相同傳播方向不相同, ,光矢量的振光矢量的振動方向不互相垂直動方向不互相垂直. .(C) 傳播方向不相同傳播方向不相同, ,光矢量的振光矢量的振動方向互相垂直動方向互相垂直. .(B) 傳播方向相同傳播方向相同, ,光矢量的振動光矢量的振動方向不互相垂直方向不互相垂直. .29六六. .用惠更斯原理解釋光的雙折射現(xiàn)象用惠更斯原理解釋光的雙折射現(xiàn)象惠更斯惠更斯原理：原理：O 光光在晶體內任意點所引起的波陣面是球在晶體內任意點所引起的波陣面是球面。即具有各向同性的

27、傳播速率。面。即具有各向同性的傳播速率。e 光在晶體內任意點所引起的波陣面是旋轉橢光在晶體內任意點所引起的波陣面是旋轉橢球面。沿光軸方向與球面。沿光軸方向與O光光具有相同的速率。具有相同的速率。e 光波面O光波面光軸方向光軸方向負晶如方解石負晶如方解石CaCO3e 光波面O光波面光軸方向光軸方向正晶如石英正晶如石英SiO2A AA A301）光軸在入射面內，光軸與晶體表面斜交）光軸在入射面內，光軸與晶體表面斜交光軸光軸AFEeOeO光軸光軸AEOeBFEF出射兩束偏振方向相互垂直的線偏光出射兩束偏振方向相互垂直的線偏光平行光傾斜入射平行光傾斜入射平行光垂直入射平行光垂直入射312）平行光垂直入

28、射，光軸在入射面內，）平行光垂直入射，光軸在入射面內，光軸垂直于晶體表面。光軸垂直于晶體表面。光軸光軸AEeBEOFF 出射光沿同方向傳出射光沿同方向傳播，具有相互垂直的播，具有相互垂直的偏振方向，傳播速度偏振方向，傳播速度相同，不產生雙折射相同，不產生雙折射現(xiàn)象。現(xiàn)象。光軸光軸AEeBFEFO光軸平行晶體表面光軸平行晶體表面 出射光沿同方向傳播，具有出射光沿同方向傳播，具有相互垂直的偏振方向，但傳播速相互垂直的偏振方向，但傳播速度不相同，我們認為產生了雙折度不相同，我們認為產生了雙折射現(xiàn)象。射現(xiàn)象。（no-ne)d323)光軸垂直入射面光軸垂直入射面eO光軸光軸光軸光軸AEeBEO平行光傾斜

29、入射平行光傾斜入射平行光垂直入射平行光垂直入射出射兩束偏振方向相互出射兩束偏振方向相互垂直的線偏光垂直的線偏光 出射光沿同方向傳播，具有出射光沿同方向傳播，具有相互垂直的偏振方向，但傳播相互垂直的偏振方向，但傳播速度不相同，我們認為產生了速度不相同，我們認為產生了雙折射現(xiàn)象。雙折射現(xiàn)象。（no-ne)d1nnrsinisinoo1nnrsinisinee33七、偏振棱鏡七、偏振棱鏡（1 1）雙折射現(xiàn)象產生的兩條折射光都是線偏振光。雙折射現(xiàn)象產生的兩條折射光都是線偏振光。常用于獲得偏振光。常用于獲得偏振光。注意：注意：我們所說的我們所說的o光和光和e光是對晶體而言的。只有在晶體內才光是對晶體而言

30、的。只有在晶體內才可以說可以說o光和光和e光。在離開晶體后它們就只有振動方向的區(qū)別，光。在離開晶體后它們就只有振動方向的區(qū)別，而無而無o光和光和e光的區(qū)別了，這時只能說它們是振動方向不同的兩光的區(qū)別了，這時只能說它們是振動方向不同的兩束線偏振光。束線偏振光。（2 2）用人工的方法也可使某些非晶體物質呈現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。）用人工的方法也可使某些非晶體物質呈現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。. .光彈效應光彈效應機械應力使非晶體產生雙折射現(xiàn)象。機械應力使非晶體產生雙折射現(xiàn)象。. .電光效應電光效應-克爾效應克爾效應在電場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。在電場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。. .磁光效應磁光效應-法拉第效應法拉第

31、效應 在磁場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。在磁場作用下非晶體顯現(xiàn)雙折射現(xiàn)象。自然光經過雙折射晶體時，分解出來的自然光經過雙折射晶體時，分解出來的o o光和光和e e光屬于不同的波列，光屬于不同的波列，是不會發(fā)生干涉的。但是將偏振光入射到雙折射晶體時，產生的是不會發(fā)生干涉的。但是將偏振光入射到雙折射晶體時，產生的o o光和光和e e光則會產生干涉。光則會產生干涉。34渥拉斯頓棱鏡渥拉斯頓棱鏡eO兩塊直兩塊直角方解角方解石光軸石光軸相互垂相互垂直，如直，如圖：圖：ABDCO方解石方解石4864.1en6584. 1on0VVe主 光從光密到光從光密到光疏折射光光疏折射光要偏離法線要偏離法線eO 光振

32、動垂直于光線和光軸組成的平面。光振動垂直于光線和光軸組成的平面。e 光振動平行于光線和光軸組成的平面。光振動平行于光線和光軸組成的平面。eoonnrsinisinoeennrsinisin平行振動平行振動垂直振動垂直振動光從光疏到光從光疏到光密折射光光密折射光要靠近法線要靠近法線35尼克爾棱鏡尼克爾棱鏡原理：把自然光分成尋原理：把自然光分成尋常光和非尋常光，然后常光和非尋常光，然后利用全反射把尋常光反利用全反射把尋常光反射到棱鏡側壁上，只射到棱鏡側壁上，只讓非尋常光通過，從而讓非尋常光通過，從而獲得一束振動方向固定獲得一束振動方向固定的線偏振光。的線偏振光。904868光軸光軸加拿大膠加拿大膠

33、658.1on468.1en55.1n光e光o對于對于o光光nno產生全反射產生全反射對于對于e光光nne可以透過，則獲得偏振光?？梢酝高^，則獲得偏振光。尼克爾棱鏡比較貴。多用于高級光學實驗。尼克爾棱鏡比較貴。多用于高級光學實驗。加工后將兩塊方解石用加工后將兩塊方解石用加拿大膠粘合起來，加拿大膠粘合起來，36 光在真空中的波長光在真空中的波長，速度速度v，在折射率為在折射率為n1的介質的介質中的波長為中的波長為1，速度為速度為v1，則則1111ncvnPS1S2r1 n1r2 n2)/(2cos)/(2cos22221111rtAyrtAy11222rnrn由此可知：相位差不只由幾何路程之差由

34、此可知：相位差不只由幾何路程之差 (r2r1) 決定，決定，而決定于而決定于 (n2 r2 n1r1) 。一、光程光程 19-7 光程光程 波片波片 圓偏振光圓偏振光372.光程的意義：光程的意義： 把光在不同媒質的傳播的距離都折算為光在真把光在不同媒質的傳播的距離都折算為光在真空中傳播的距離。光在介質中走過空中傳播的距離。光在介質中走過r的路程與光在真的路程與光在真空中走過空中走過nr的路程相當。的路程相當。2叫光程差叫光程差1122rnrn 1.定義：光在某一媒質中行進的幾何路程定義：光在某一媒質中行進的幾何路程r與該與該媒質的折射率媒質的折射率n的乘積的乘積nr叫做光程。叫做光程。所需的時間相同所需的時間相同r/vn=nr/c相位差與光程差的關系相位