最新大学物理基础-光的偏振课件PPT.ppt 47页

'大学物理基础-光的偏振 13.9.1自然光用相互垂直的光振动描写自然光。这两个方向的光振动的光强为自然光强度的一半。 13.9.2偏振光----线偏振光只有某一个方向的光振动。部分偏振光某一个方向的光振动占优势。 自然光I0线偏振光I偏振化方向线偏振光I"起偏器检偏器自然光I0最亮线偏振光I自然光I0线偏振光I最暗 当P1//P2时，透射光最强。最亮当P1P2时，透射光为0。最暗实验发现 马吕斯(EtienneLouisMalus1775-1812)马吕斯从事光学方面的研究。1808年发现反射时光的偏振，确定了偏振光强度变化的规律（现称为马吕斯定律）。他研究了光在晶体中的双折射现象，1811年，他与J.毕奥各自独立地发现折射时光的偏振，提出了确定晶体光轴的方法，研制成一系列偏振仪器。法国物理学家及军事工程师。出生于巴黎，1796年毕业于巴黎工艺学院，曾在工程兵部队中任职。1808年起在巴黎工艺学院工作。1810年被选为巴黎科学院院士，曾获得过伦敦皇家学会奖章。13.10.2马吕斯定理 两偏振片偏振化方向夹角为。将通过P1的光矢量振幅A1，分解为平行于P2的分量A2和垂直于P2的分量A。 垂直分量A不能通过P2，平行分量A2可通过P2。由于光强与光振幅平方成正比，马吕斯定律 马吕斯定律讨论：1.当时，2.当时，消光 例1.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动180时透射光强度发生的变化为:[B]（A）光强单调增加；（B）光强先增加，后有减小至零；（C）光强先增加，后减小，再增加；（D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。 例2.有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振片化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定的角速度w绕光传播的方向旋转，设入射自然光的光强为I0。试证明：此自然光通过这一系统后，出射光的光强为 当自然光入射到媒质表面时，反射光和折射光都是部分偏振光。当入射角满足时，反射光为偏振光，折射光为部分偏振光。13.11反射和折射产生的偏振布儒斯特定律13.11.1反射和折射产生的偏振13.12.2布儒斯特定律 反射线与折射线垂直。证明：由折射定律和布儒斯特定律 证毕即反射线与折射线垂直。 玻璃n2=1.5，布儒斯特角水n2=1.33，玻璃堆可产生较强的反射偏振光。玻璃片堆起偏和检偏 例.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光[B]（A）光强为零；（B）是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。 当一束自然光穿过双折射晶体时，分成两束偏振光。如方解石晶体。例如：白纸上涂一个黑点，将方解石放在纸上，可观察到两个黑点，旋转方解石，一个黑点不动，另一个黑点旋转。13.12双折射现象13.12.1晶体的双折射现象 1.寻常光----o光服从折射定律，沿各方向的光的传播速度相同，各向折射率no相同，为偏振光。寻常光、非常光 2.非常光----e光不服从折射定律，沿各方向的光的传播速度不相同，各向折射率ne不相同，为偏振光。 1.光轴在该方向上o光、e光的传播速度相同，折射率相同，两光线重合。AB两点的连线为光轴，平行于光轴方向o、e光重合垂直于光轴方向no、ne相差最大，o、e光偏离最大。光轴、主平面、正负晶体 2.主平面----主截面晶体内任一光线和光轴所决定的平面为此光线的主平面。o光、e光都有各自的主平面。o光的振动方向与它的主平面垂直，e光的振动方向与它的主平面平行。垂直入射时，两主平面重合。光轴方解石 3.正负晶体正晶体负晶体如方解石晶体如石英晶体 例.ABCD为一块方解石的一个截面，光轴方向在屏幕面内且与AB成一锐角q,如图所示.一束平行的单色自然光垂直于AB端面入射.在方解石内折射分解为o光和e光,o光和e光的: (A)传播方向相同,光矢量的振动方向互相垂直.[C](D)传播方向不相同,光矢量的振动方向不互相垂直.(C)传播方向不相同,光矢量的振动方向互相垂直.(B)传播方向相同,光矢量的振动方向不互相垂直. 1.一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿过两个偏振片后的光强为：[B]（A）（B）（C）（D） 2.三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的片振化方向相互垂直，P2与P1的片振化方向间的夹角为30。强度为I0的自然光垂直入射到偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光光强为：[C]（A）（B）（C）（D） 3.自然光以60的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则知：[B]（A）折射光为线偏振光30；（B）折射光为部分偏振光，折射角为30；（C）折射光为线偏振光，折射角不能确定；（D）折射光为部分偏振光，折射角不能确定； 4.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光[B]（A）光强为零；（B）是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。 5.一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它们垂直通过一偏振片，若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为：[A](A)1/2;(B)1/5;(C)1/3;(D)2/3. 6.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为:[B]（A）光强单调增加；（B）光强先增加，后有减小至零；（C）光强先增加，后减小，再增加；（D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。 7.使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2.P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角是a和90，则通过这两个偏振片后的光强I是:[C](B)0.(A)(C)(D)(E) 8.一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为（A）1/2（B）1/5（C）1/3（D）2/3[A] 9.自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是（A）在入射面内振动的完全偏振光。（B）平行于入射面的振动占优势的部分偏振光。（C）垂直于入射面振动的完全偏振光。（D）垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光.[C] 一年级古诗词必背 江南汉乐府江南可采莲，莲叶何田田。鱼戏莲叶间。鱼戏莲叶东，鱼戏莲叶西，鱼戏莲叶南，鱼戏莲叶北。 敕勒歌北朝民歌敕勒川，阴山下，天似穹庐，笼盖四野。天苍苍，野茫茫，风吹草低见牛羊。 咏鹅（唐）骆宾王鹅，鹅，鹅，曲项向天歌。白毛浮绿水，红掌拨清波。 风（唐）李峤解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜。 咏柳（唐）贺知章碧玉妆成一树高，万条垂下绿丝绦。不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀。 凉州词（唐）王之涣黄河远上白云间，一片孤城万仞山。羌笛何须怨杨柳，春风不度玉门关。 登鹳雀楼（唐）王之涣白日依山尽，黄河入海流。欲穷千里目，更上一层楼。'