物理-自感光和偏振光省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

14-1自然光和偏振光一、橫波偏振性振動面：經(jīng)過波傳輸方向且包含振動矢量平面。偏振:波振動方向相對傳輸方向不對稱性。光矢量振動面v0HE光偏振態(tài):光矢量在與光傳輸方向垂直平面內(nèi)振動狀態(tài)。自然光圓偏振光部分偏振光線偏振光橢圓偏振光按振動狀態(tài)不一樣縱波無偏振性第1頁1二.自然光：表示方法：傳輸方向在垂直于光傳輸方向平面內(nèi)，光矢量在全部可能方向上，沒有一個(gè)方向比其它方向更占優(yōu)勢，含有這么特征光稱為自然光。說明：自然光兩個(gè)相互垂直光振動之間無固定周相關(guān)系。兩個(gè)光振動各含有自然光總能量二分之一。第2頁2三、線偏振光光波光矢量方向一直不變，只沿一個(gè)固定方向振動。線偏振光表示法：光振動平行板面光振動垂直板面（完全偏振光、平面偏振光、偏振光）第3頁3四、部分偏振光在與傳輸方向垂直平面內(nèi)，光矢量沿各方向振動概率均等,但各方向光矢量振幅不等。部分偏振光表示法：······平行板面光振動較強(qiáng)垂直板面光振動較強(qiáng)··五右旋橢圓偏振光左旋圓偏振光第4頁4一.起偏和檢偏起偏：檢偏：把自然光變?yōu)槠窆庋b置叫起偏器用來檢驗(yàn)光偏振狀態(tài)裝置叫檢偏器1.

偏振片將自然光變成線偏振光過程叫起偏檢驗(yàn)光偏振狀態(tài)過程叫檢偏將有二向色性物質(zhì)涂在玻璃上，能吸收某一方向光振動,讓與這個(gè)方向垂直光振動經(jīng)過二向色性:晶體對相互垂直兩個(gè)光振動有選擇吸收性質(zhì)偏振化方向:讓光振動經(jīng)過方向(透光軸):14.2起偏和檢偏馬呂斯定律第5頁5:起偏器:檢偏器普通情況下

I=？消光第6頁6二.馬呂斯定律(1)內(nèi)容：式中α是線偏振光光振動方向和檢偏振器偏振化方向之間夾角強(qiáng)度為I0線偏振光，透過檢偏振器后，透射光強(qiáng)度(不考慮吸收)為(2)證實(shí)：asin0Aacos0A設(shè)線偏振光振幅為A0,光強(qiáng)為I0.透過檢偏振器后光強(qiáng)為I第7頁7討論：(1)當(dāng)α=0,1800時(shí),

I=I0兩個(gè)光強(qiáng)最大位置(2)當(dāng)α=900,2700時(shí),I=0兩個(gè)消光位置(3)當(dāng)α為其它值時(shí),0<I<I0(4)檢偏時(shí)，旋轉(zhuǎn)，觀察透過光強(qiáng)：，則為線偏振光a.若：光強(qiáng)由明

暗

明改變?yōu)樽匀还鈉.若：光強(qiáng)不改變，則b.若：光強(qiáng)只是強(qiáng)弱改變

,無消光,則為部分偏振光第8頁8。檢偏器旋轉(zhuǎn)一周，屏上光強(qiáng)兩強(qiáng)兩弱。部分偏振光第9頁9偏器旋轉(zhuǎn)一周，光強(qiáng)兩亮兩暗線偏振光第10頁10光路中插入檢偏器，屏上光強(qiáng)減半。檢偏器旋轉(zhuǎn)，屏上亮暗無改變。自然光第11頁1114-3

反射和折射時(shí)光偏振自然光部分偏振光反射和折射過程會使入射自然光一定程度偏振化部分偏振光一

反射和折射時(shí)光偏振態(tài)第12頁12反射光偏振化程度和入射角相關(guān)，當(dāng)入射角等于某一特定值i0且滿足這時(shí)反射光成為線偏振光。自然光線偏振光部分偏振光起偏振角布儒斯特角二。布儒斯特定律以布儒斯特角入射時(shí)，反射光線和折射光線垂直第13頁13平行玻璃板上表面和下表面反射光都是偏振光以布儒斯特角入射平行玻璃板時(shí)下表面入射角也是布儒斯特角第14頁14玻璃片堆當(dāng)玻璃片足夠多時(shí)，透射光也成為偏振光，偏振化方向與反射偏振光垂直通常玻璃反射率只有7.5%左右，要以反射取得較強(qiáng)偏振光，你有什么好主意？第15頁15例1：畫出以下圖中反射光、折射光以及它們偏振狀態(tài)。第16頁16例2一束光是自然光和線偏振光混合光，讓它垂直經(jīng)過一偏振片，若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)度最大值是最小值5倍，求入射光中自然光與線偏振光強(qiáng)度之比。解：設(shè)：則：得：第17頁17例3.光強(qiáng)為I0自然光相繼經(jīng)過偏振片P1、P2、P3，光強(qiáng)變?yōu)镮0/8，已知P1

P3，問：P1、P2間夾角為何？解：P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I2第18頁18例4.自然光強(qiáng)度I0，連續(xù)經(jīng)過4塊偏振片，相鄰兩塊偏振片偏振化方向夾角30°，忽略光吸收，求：透射光強(qiáng)度。解：第19頁19例5.已知某種不透明媒質(zhì)布儒斯特角求：該種媒質(zhì)折射率？由布儒斯特定律利用此方法能夠測量不透明媒質(zhì)折射率。解：第20頁20尋常光

非常光各向異性方解石晶體雙折射現(xiàn)象14.4光的雙折射

1.雙折射現(xiàn)象(1)o光、e光特征①O光:一直在入射面內(nèi),并恪守折射定律。e光:普通不在入射面內(nèi),不恪守折射定律。注意：尋常、非常指光在折射時(shí)是否恪守折射定律，o光、e光也只在晶體內(nèi)部才有意義。第21頁21光光當(dāng)方解石晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)o光不動，e光圍繞o光旋轉(zhuǎn)雙折射紙面方解石晶體第22頁22光光雙折射當(dāng)方解石晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)o光不動，e光圍繞o光旋轉(zhuǎn)紙面方解石晶體第23頁23光光當(dāng)方解石晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)o光不動，e光圍繞o光旋轉(zhuǎn)雙折射紙面方解石晶體第24頁24光光當(dāng)方解石晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)o光不動，e光圍繞o光旋轉(zhuǎn)雙折射紙面方解石晶體第25頁25②③④eo在入射角時(shí)o光、e光在晶體中含有不一樣傳輸速度o光：說明：o光傳輸速度在各個(gè)方向是相同e光：說明：e光傳輸速度在各個(gè)方向是不相同o光、e光都是線偏振光e光不沿原來方向傳輸o光沿原來方向傳輸

第26頁26(2)描述晶體特征術(shù)語①②③晶體光軸與晶體表面法線所組成平面。試驗(yàn)：o光振動

垂直于o光主平面e光振動

平行于e光主平面晶體中方向，雙軸晶體：云母、硫磺光軸:沿此方向o、e光速度相同—無雙折射單軸晶體：石英、方解石主平面:主截面:晶體中某條光線與晶體光軸組成平面。e光光軸e光主平面o光光軸o光主平面····第27頁27自然光部分偏振光線偏振光小結(jié)一、光偏振態(tài)二、取得線偏振光方法1.偏振片起偏馬呂斯定律

2.反射和折射光偏振玻璃片堆反射第28頁28光偏振習(xí)題課單元檢測題---選擇題1、一束光是自然光和線偏振光混合光，讓它垂直經(jīng)過一偏振片，若以此光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測得透射光強(qiáng)度最大值是最小值5倍，那么入射光中自然光與線偏振光光強(qiáng)比值為：已知如圖：解：透射光強(qiáng)度：1、A第29頁29解：布儒斯特定律。2、C2、自然光以布儒斯特角由空氣入射到一玻璃平面上，反射光是：(A)在入射面內(nèi)振動完全線偏振光(B)平行于入射面振動占優(yōu)勢部分偏振光(C)垂直于入射面振動完全線偏振光(D)垂直于入射面振動占優(yōu)勢部分偏振光第30頁303、自然光以60o入射角照射到某兩種媒質(zhì)交界面時(shí)，反射光為完全線偏振光，則知折射光為：(A)完全線偏振光且折射角為30o

(B)部分偏振光且只是在該光由真空到折射率為介質(zhì)時(shí)，折射角是30o

(C)部分偏振光，但須知兩種介質(zhì)折射率才能確定折射角(D)部分偏振光且折射角為30o

布儒斯特定律：折射光為部分偏振光，3、D解：第31頁311、兩個(gè)偏振片疊放在一起，強(qiáng)度為I0自然光垂直入射其上，不考慮偏振片吸收與反射，若經(jīng)過兩個(gè)偏振片后光強(qiáng)為

I0/8，則此兩偏振片偏振化方向夾角是________，若在兩片之間再插入一片偏振片，其偏振化方向與前后兩片偏振化方向夾角相等，則經(jīng)過三個(gè)偏振片后透射光強(qiáng)度為_____________。單元檢測題---填空題解：(1).(2).第32頁32解：2、如圖所表示，一束自然光入射到折射率分別為n1

和n2

兩種介質(zhì)交界面上，發(fā)生反射和折射，已知反射光是完全線偏振光，那么折射角

r

值為_______________。第33頁333、假設(shè)某一介質(zhì)對于空氣臨界角是45o，則從空氣射向此介質(zhì)時(shí)布儒斯特角是______________解：在晶體內(nèi)部，o

光和e光沿光軸傳輸速度相等。4、在雙折射晶體內(nèi)部，有某種特定方向稱為晶體光軸，光在晶體內(nèi)部沿光軸傳輸時(shí)，___光和___光傳輸速度相等。解：第34頁34若使光波經(jīng)過一個(gè)特制鏡片，只允許某一個(gè)特定振動光波經(jīng)過，這種特制鏡片就稱為“偏光鏡”。

彩色立體電影效果是利用光偏振現(xiàn)象形成。立體電影利用一左一右兩架攝像機(jī)同時(shí)拍攝同一景物，放映時(shí)使用兩架放映機(jī)，各套上一個(gè)偏振鏡，把兩個(gè)偏振光影像同時(shí)放映在銀幕上，兩個(gè)偏振光振動方向互成直角。

觀眾觀看立體電影時(shí)戴上特制偏光鏡，其左右兩鏡片透過偏振光振動方向相互垂直，能經(jīng)過左眼偏振光就不能經(jīng)過右眼，反之亦然。所以，左眼鏡片只允許左方攝像機(jī)影像經(jīng)過，而右眼鏡片只允許右方攝像機(jī)影像經(jīng)過，于是在眼前就會出現(xiàn)立體效果。第35頁35立體視覺和立體畫原理

第36頁36在五、六十年代歐美國家，曾經(jīng)流行看一個(gè)“立體鏡”。實(shí)際上是這么一個(gè)鏡子。它能使左眼和右眼分別看到兩張照片，這兩張照片是用兩部照像機(jī)，置于雙眼位置拍攝所得。在人