波動光學-偏振3

光的偏振(3)1§5.6偏振光的干涉單色自然光通過一個偏振片以后，垂直射在光軸平行于表面的晶片，從晶片出來的是兩束傳播方向相同、振動方向相互垂直、頻率相等、有恒定相位差的線偏振光。

它們能否干涉？單色自然光不能干涉！2(忽略吸收和其它損耗)由振幅矢量圖，知：后面再放一個偏振片P2,P2后面就可以看到干涉.通常是讓P1P2P2P1CA1AeAoA2oA2e

d晶片C

偏振片P2偏振化方向

偏振片P1偏振化方向光軸方向單色自然光3使干涉襯比度好?？梢娪烧穹噶繄D的投影關系知,A20和A2e的正方向相反，所以有附加相差.（若P1、P2夾角小于

，則無附加相差）。P2P1CA1AeAoA2oA2e

4∴通過P2后兩束偏振光的相位差為

光強I

A220+A22e+2A20A2ecos

----相長干涉，亮----相消干涉，暗（k=1,2,3----）

若單色光入射，且d不均勻，則屏上出現(xiàn)等厚干涉條紋。5

若白光入射，而d均勻，則屏上由于某種顏色干涉相消，另一些顏色干涉相長，而呈現(xiàn)它的互補色。如紅色（或藍色）相消→顯綠色（或黃色），這叫（顯）色偏振.

若白光入射，且d不均勻，

則屏上出現(xiàn)彩色條紋。

屏

6例如，色偏振是檢驗材料有無雙折射效應（即使n0、ne相差極?。┑撵`敏方法。偏振光的干涉有許多應用，其基本思想是由光的干涉情況反推晶片情況。7§5.7人工雙折射

人工雙折射是用人工的方法造成各向異性,從而獲得雙折射的現(xiàn)象.。一、光彈效應（photoelasticeffect）光彈效應也叫應力雙折射效應。將有機玻璃取代晶片,加力的方向即光軸的方向.P1P2

··dFSF干涉有機玻璃C8應力（F/S）→各向異性→光速V各向不同→n各向不同，在一定應力范圍內,有：若應力均勻,則觀察到均勻的干涉光強.若應力不均勻,若各處F/S不同→各處

不同→出現(xiàn)干涉條紋.9演示:應力雙折射（工字梁）應力變化大的地方,條紋密;應力變化小的地方,條紋疏.演示:塑料紙，厚度不同引起的色偏振★檢查半圓儀、透鏡有無內應力★吊鉤內部的應力分布★一層紙：出現(xiàn)某種色偏振★二層紙、三層紙：為什么各層顏色不同？★P2轉動：為什么顏色會變？★塑料紙轉動：為什么顏色也會變？10二、電光效應電光效應也叫電致雙折射效應。1.克爾效應（kerreffect)將克爾盒取代晶片的位置,加電場的方向即光軸的方向.l+-45

45

P1P2克爾盒d11克爾盒內充某種液體(如硝基苯)，

加電場→液體各向異性（由于分子定向排列的緣故，呈單軸晶體性質）光軸∥通光；

不加電場→液體恢復各向同性→P2不通光（）。有E—電場強度，k—克爾常數(shù)對硝基苯(C6H5NO2)12經過克爾盒的兩束光的位相差為它正比于U2,因此也稱為二次電光效應.應用:可作光開關（克爾盒的響應時間極短，每秒能夠動作109次）和光調制器。用于高速攝影、光測距、激光通訊

克爾盒有很多缺點：硝基苯有毒，易爆炸，需極高純度和高電壓，故現(xiàn)在很少用。132.泡克爾斯效應(pockelseffect)圖示為縱向裝置（光傳播方向與電場平行）用KDP晶體(磷酸二氫鉀)取代克爾盒。電極K，K’透明。電光晶體+。。-P1P2KK

泡克爾斯盒··14原來該晶體是單軸晶體，使光軸沿光傳播方向，當然沒有雙折射現(xiàn)象，沒有光透過P2;加電場→晶體變雙軸晶體→沿原來的光軸方向產生了附加了雙折射效應。有光透過P2。-----稱為一次電光效應泡克爾斯盒的響應時間也極短，一般小于10-9秒，也用作光開關和光調制器，近年來還用于數(shù)據(jù)處理，顯示技術。15光軸平行磁場，且這種效應很弱，需要很強的磁場才能觀察到。三、磁致雙折射（補充）類似于電場的克爾效應，某些透明液體在磁場H作用下變?yōu)楦飨虍愋?，性質類似于單軸晶體?！涡?。16§5.8旋光現(xiàn)象（補充）一、物質的旋光性：1811年實驗物理學家阿喇果發(fā)現(xiàn)，線偏振光通過某些透明物質時，其偏振面將旋轉一定的角度。d偏振片2偏振化方向

單色自然光偏振片1偏振化方向光軸方向P2P’2石英晶片(不產生雙折射)

（原消光）（現(xiàn)消光）17這種能使線偏振光的振動面發(fā)生旋轉的性質，稱為旋光性。

a—旋光率

a

取決于入射光的波長和旋光物質。

旋光物質d具有旋光性的物質：如石英、糖的水溶液、酒石酸溶液、松節(jié)油等。迎著光看，振動面順時針轉的為右旋物質，振動面逆時針轉的為左旋物質。18二、菲涅耳的解釋：線偏振光可看作是同頻率、等振幅、有確定相位差的左(L)、右(R)旋圓偏振光的合成。設:入射時L，R初相為0，旋光物質長d.即EELER·o

例如，石英晶體有左旋,右旋兩類旋光體,是因為它的分子的空間排列方式有兩類。19在出射面上它們的位相，分別比