高二物理競賽光的偏振課件

光的偏振光波性質(zhì)：橫波c

電矢量E、磁矢量H有單一對應(yīng)關(guān)系、同步性

在許多方面磁場的作用比電場的作用小的多一般都選用電矢量E代表光的振動——光矢量——光的偏振性一.自然光沒有優(yōu)勢方向自然光的分解沿光傳播方向看自然光中電矢量E在任意方向都是均勻分布的每一個光矢量都可以分解為x、y方向分量二.線偏振光E播傳方向振動面線偏振光的表示法：·····光振動垂直板面光振動平行板面

完全偏振光、平面偏振光

塞曼效應(yīng)譜線的偏振性質(zhì)發(fā)光前原子系統(tǒng)的角動量等于發(fā)光后原子系統(tǒng)的角動量與所發(fā)光子的角動量的矢量和(光子的角動量為).Δmj=mj2(初)-mj1(末)=+1（σ+型偏振）原子在磁場方向的角動量減少1?，所發(fā)光子必定具有在磁場方向+1?的角動量。迎著磁場方向觀察：該光的矢量逆時旋轉(zhuǎn)，所以它是左旋圓偏振光σ+垂直于磁場方向觀察：

線偏振光。Δmj

＝1，-1產(chǎn)生σ型偏振；Δmj＝0產(chǎn)生π型偏振。BBΔm=m2(初)-m1(末)=-1（σ-型偏振）原子在磁場方向的角動量增加1?，所發(fā)光子必定具有在磁場方向-?的角動量。迎著磁場方向觀察：該光的矢量順時旋轉(zhuǎn)，所以它是右旋圓偏振光σ-垂直于磁場方向觀察：

線偏振光。B迎著磁場方向觀察：光的矢量逆時旋轉(zhuǎn)，左旋圓偏振光σ+迎著磁場方向觀察：光的矢量順時旋轉(zhuǎn)，右旋圓偏振光σ-Δm=0（型偏振）光子攜帶角動量垂直于磁場。迎著磁場方向觀察：觀察不到Δm=0躍遷的光垂直磁場方向觀察：電矢量平行磁場的線偏振光。BE對于Δm=m2-m1=0的情況，原子在磁場方向(z方向)的角動量不變，光子必定具有在與磁場垂直方向(設(shè)為x方向)的角動量，光的傳播方向與磁場方向垂直，與光相應(yīng)的電矢量必定在yz平面內(nèi)，它可以有Ey和Ez分量。但是，凡角動量方向在xy平面上的所有光子都滿足Δm=0的條件，因此，平均的效果將使Ey分量為零。于是，在沿磁場方向(z)上既觀察不到Ey分量，也不會有Ez分量(橫波特性)，因此就觀測不到Δm=0相應(yīng)的π偏振譜線。

按觀察方向：垂直磁場方向：

迎磁場方向：因為他們研究了磁性對輻射現(xiàn)象的影響"1902年諾貝爾物理學(xué)獎彼得·塞曼亨德里克·洛倫茲當(dāng)時，當(dāng)時，鈉黃線在強磁場中譜線分裂為三條!-1,-1/2,-2ml,ms,ml+2ms1,1/2,20,1/2, 10,-1/2,-10,1/2,10,-1/2,-11,-1/2;-1,1/20選擇定則：3p3sB=0B≠0-1,-1/2,-2考慮旋軌耦合，鈉黃線在強磁場中譜線分裂為五條。ml,ms,ml+2ms1,1/2,20,1/2, 10,-1/2,-10,1/2,10,-1/2,-13p3s1,-1/2;-1,1/20對ml≠0的考慮自旋-軌道耦合引起的能量位移(ml.ms>0上移；ml.ms<0下移)后，原來三條譜線中的兩條會分裂，將觀察到五條譜線.強、弱外磁場說明在強磁場情況下，表征電子狀態(tài)的量子數(shù)是(n,l,ml,ms);磁場的強弱是相對的；當(dāng)外磁場引起的能級分裂遠小于由旋軌耦合引起的精細結(jié)構(gòu)分裂時，磁場為弱場；反之，磁場為強場。在弱磁場情況下，表征電子狀態(tài)的量子數(shù)是(n,l,j,mj);WeakBStrongBJ與外磁場耦合L與S分別與外磁場耦合Paschen-BackEffectZeemanEffectZeemanEffectPaschen-BackEffectNormalZeemanEffectandPaschen-BackEffect都是使原來的譜線一分為三，但它們所用磁場的強弱不同，能級分裂的間隔也不相同。解:此能量也可理解為電子自旋磁矩與電子軌道運動產(chǎn)生的內(nèi)磁場間的作用所致。B=3.2T相對是強磁場

，表現(xiàn)為帕邢-貝克效應(yīng)。能級的裂距