1、會計學1物理光學物理光學(w l un xu)第四章第四章第一頁，共71頁。第1頁/共71頁第二頁，共71頁。方解石晶體方解石晶體(jngt)的雙折射現(xiàn)象的雙折射現(xiàn)象第2頁/共71頁第三頁，共71頁。第3頁/共71頁第四頁，共71頁。O光e光偏振片第4頁/共71頁第五頁，共71頁。第5頁/共71頁第六頁，共71頁。第6頁/共71頁第七頁，共71頁。第7頁/共71頁第八頁，共71頁。ED第8頁/共71頁第九頁，共71頁。第9頁/共71頁第十頁，共71頁。BABA空氣介質(zhì)第10頁/共71頁第十一頁，共71頁。BABA空氣介質(zhì)cBBt_第11頁/共71頁第十二頁，共71頁。tv0tveABBAOAe

2、光軸O光e光第12頁/共71頁第十三頁，共71頁。第13頁/共71頁第十四頁，共71頁。幾種幾種(j zhn)正入射情況正入射情況晶面平行晶面平行(pngxng)于光軸且光波垂直于晶面于光軸且光波垂直于晶面波片波片光軸方向(fngxing)光軸方向光軸方向第14頁/共71頁第十五頁，共71頁。根據(jù)偏振根據(jù)偏振(pin zhn)器的工作原理器的工作原理不同，可以分為雙折射型、反射不同，可以分為雙折射型、反射型、吸收型和散射型偏振型、吸收型和散射型偏振(pin zhn)器。器。1、偏振、偏振(pin zhn)棱鏡棱鏡雙折射現(xiàn)象的重要應用之一是制雙折射現(xiàn)象的重要應用之一是制做偏振做偏振(pin zh

3、n)器件，因器件，因o光和光和e光都是光都是100%的線偏振的線偏振(pin zhn)光，這一點比其它偏振光，這一點比其它偏振(pin zhn)器（偏振器（偏振(pin zhn)片和片堆）性片和片堆）性能更優(yōu)越。利用能更優(yōu)越。利用o光和光和e光折射規(guī)光折射規(guī)律的不同可以將它們分開，這樣律的不同可以將它們分開，這樣我們就可以得到很好的線偏振我們就可以得到很好的線偏振(pin zhn)光。光。第15頁/共71頁第十六頁，共71頁。680710光軸S1770130自然光第16頁/共71頁第十七頁，共71頁。第17頁/共71頁第十八頁，共71頁。eO吸收層第18頁/共71頁第十九頁，共71頁。n2第1

4、9頁/共71頁第二十頁，共71頁?；Q。出射兩光線夾角互換。出射兩光線夾角為棱鏡角度，tgnn2sine01ABCDOe光軸方向第20頁/共71頁第二十一頁，共71頁。4510102/10cmW24/10cmW第21頁/共71頁第二十二頁，共71頁。第22頁/共71頁第二十三頁，共71頁。3369. 1,5854. 1eonn5831. 1nonen第23頁/共71頁第二十四頁，共71頁。第24頁/共71頁第二十五頁，共71頁。不同eevcnvcn,00dnL,ednL,oee00光的光程光的光程第25頁/共71頁第二十六頁，共71頁。為真空中的波長光光dn2,edn2,oee00dn-n2e

5、0e0第26頁/共71頁第二十七頁，共71頁。振光，疊加結果一般為橢圓偏振光，橢圓的形狀，方位，旋向隨位相差改變。第27頁/共71頁第二十八頁，共71頁。xy起偏器波片d1.結構 光軸平行(pngxng)晶面2.工作原理光波偏振態(tài)的變換（對完全偏振光而言）線偏振光通過(tnggu)波片第28頁/共71頁第二十九頁，共71頁。波片的厚度為d ，位相差為 k|no-ne|d ，位相差發(fā)生變化。3.快軸與慢軸波片所允許的兩個振動方向(fngxing)即兩個主軸方向(fngxing)及相應波速的快慢。波速快的那個主軸方向(fngxing)叫快軸，波速慢的那個主軸方向(fngxing)叫慢軸。對負單軸晶

6、體ve vo慢軸就是晶體光軸方向(fngxing)，快軸就是垂直光軸方向(fngxing)；正單軸晶體反之。第29頁/共71頁第三十頁，共71頁。4.幾種幾種(j zhn)常見波片常見波片第30頁/共71頁第三十一頁，共71頁。注：注：1.波長問題波長問題 任何波片都是對特定任何波片都是對特定(tdng)波長而言。波長而言。2.波片的主軸方向問題波片的主軸方向問題3.波片只改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)不改變其光強。波片只改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)不改變其光強。第31頁/共71頁第三十二頁，共71頁。32第32頁/共71頁第三十三頁，共71頁。)(12dd 從補償器出來時，這兩束振動方向相互垂直的線偏振光間的相位

7、差為當入射光從補償器上方不同位置射入時，相應的 值不同， 也就不同。調(diào)整 ，可得任意的 值。巴俾涅補償器的缺點是必須使用極細的入射光束，因為寬光束的不同部分會產(chǎn)生不同的相位差，索累補償器可以彌補這個不足。2、索累補償器它是由兩個光軸平行的石英劈和一個石英平行平面薄板組成的。石英板的光軸與兩劈的光軸垂直。上劈可由微調(diào)螺絲使之平行移動，從而改變光線通過兩劈的總厚度 。對于某個確定(qudng)的 ，可以在相當寬的區(qū)域內(nèi)獲得相同的 值。)(12dd 1d1d )(22212121ddnndndndndnoeeooe第33頁/共71頁第三十四頁，共71頁。第34頁/共71頁第三十五頁，共71頁。第35

8、頁/共71頁第三十六頁，共71頁。第36頁/共71頁第三十七頁，共71頁。1P2P21PP 21/ PP第37頁/共71頁第三十八頁，共71頁。1E1P1A1P2P,sincos11AAAAoe第38頁/共71頁第三十九頁，共71頁。第39頁/共71頁第四十頁，共71頁。sinsinsincoscoscos1212AAAAAAooee（投影方向相反）投影方向一致），）以下討論皆假設入入入出出(020(, 0cos22121dnnIIIIIeo第40頁/共71頁第四十一頁，共71頁。)cossinsincoscos2sinsincos(coscos2222221222222出出AAAAAIoeo

9、e2sin)(2sin2sincos2221 II（1）對于(duy)圖4-50，相應的光強分布式為1第41頁/共71頁第四十二頁，共71頁。 討論兩種重要(zhngyo)的特殊情況：1） 和 的偏振軸正交 ( )在這種條件下，1式變?yōu)?波片取向?qū)敵龉鈴姷挠绊懏敵錾涔鈴姙榱?，視場全暗，這一現(xiàn)象叫消光現(xiàn)象，此時的波片位置為消光位置。當將波片旋轉(zhuǎn)一周時，將依次出現(xiàn)四個消光位置，它們與 無關。 1P2P22sin2sin2221EI ) 1 ( 。相應時，0, 0sin2320I第42頁/共71頁第四十三頁，共71頁。相應光強極大，時，2sin, 12sin474543420II強均為零。還是最亮

10、位置，輸出光光位置，則不論波片是處于消此時如果改變?yōu)榱恪檎麛?shù)）時，輸出光強mm (2,2 , 0。大輸出光強為處于最亮位置，可得最。如果此時波片輸出光強得到加強，為整數(shù)）時，（）（，當1212sin123IIImm第43頁/共71頁第四十四頁，共71頁。在這種條件下， （1）式變?yōu)?2） 和 的偏振(pin zhn)軸平行（ ）這時1式變?yōu)?45,21PP45,/21PP2sin)cos1 (22121IAI（2）1P2P0)2sin2sin1 (221/ II) 1 ( ) 1 ( 與 式比較(bjio)， 的極值條件正好相反。與II/在這種條件(tiojin)下， （1）式變?yōu)?02co

11、s)cos1 (22121IAI（3）第44頁/共71頁第四十五頁，共71頁。、1P42P121211,/; 0,3222IIPPIPPkdnneo）式知：）、（時，由（當0,/;,32) 12(2211212IPPIIPPkdnneo）式知：）、（時，由（當2P旋轉(zhuǎn)(xunzhun) ， 在觀察屏上出現(xiàn)彩色交替變化的現(xiàn)象，叫顯色偏振。第45頁/共71頁第四十六頁，共71頁。的因素也是影響eonn ，不同而產(chǎn)生eonn 第46頁/共71頁第四十七頁，共71頁。第47頁/共71頁第四十八頁，共71頁。第48頁/共71頁第四十九頁，共71頁。ddNl第49頁/共71頁第五十頁，共71頁。相等；和射

12、率相等，因而其相應的折和LLRRLRvcnvcnvv第50頁/共71頁第五十一頁，共71頁。第51頁/共71頁第五十二頁，共71頁。dnLL2dnRR2dnnLRLRRL)()21(（角分線）三、菲涅耳假設的實驗驗證為了驗證旋光介質(zhì)中左旋圓偏振光和右旋圓偏振光的傳播速度不同(b tn)，菲涅耳設計、制造了如圖所示的菲涅耳棱鏡。它是由左旋石英和右旋石英交替膠合的三棱鏡組成，這些棱鏡的光軸均與入射面AB垂直，一束單色線偏振光射入AB面， 第52頁/共71頁第五十三頁，共71頁。沿光軸方向傳播，相應的左、右旋圓偏振光的速度不同，也即折射率不同，所以，在界面AE上，左旋光遠離法線方向折射，右旋光靠近法

13、線方向折射，于是左、右旋光分開(fn ki)了，在CE界面上更加分開(fn ki)，在CD界面上進一步分開(fn ki)。第53頁/共71頁第五十四頁，共71頁。第54頁/共71頁第五十五頁，共71頁。的意志加以控制，所以在光電子技術中獲得了廣的意志加以控制，所以在光電子技術中獲得了廣泛的應泛的應用。用。在強磁場作用下，物質(zhì)的光學性質(zhì)會發(fā)生改變，在強磁場作用下，物質(zhì)的光學性質(zhì)會發(fā)生改變，這就是這就是(jish)(jish)磁光效應，它的表現(xiàn)形式有多種，法拉第效應便磁光效應，它的表現(xiàn)形式有多種，法拉第效應便是其中是其中的一種，又叫磁致旋光效應。的一種，又叫磁致旋光效應。第55頁/共71頁第五十六

14、頁，共71頁。第56頁/共71頁第五十七頁，共71頁。1P2PVBl第57頁/共71頁第五十八頁，共71頁。2P212cosII 第58頁/共71頁第五十九頁，共71頁。2E第59頁/共71頁第六十頁，共71頁。21NN 和452NcmVE/1042N2Ennnoe第60頁/共71頁第六十一頁，共71頁。222222hVllEnl)/(sin2sin222121hlVIII第61頁/共71頁第六十二頁，共71頁。第62頁/共71頁第六十三頁，共71頁。軸。和yx為電光系數(shù)。式中Ennno3 第63頁/共71頁第六十四頁，共71頁。VnlEnlnnoo3322)(2 )(sin2sin32121VnIIIo第64頁/共71頁第六十五頁，共71頁。越小越好。成反比，與表示。222VVV第65頁/共71頁第六十六頁，共71頁。半波電壓。就可以大大降低樣品的使將晶體加工成扁平形，差為它們通過晶體后的位相軸的兩個線偏振光，軸和矢量沿的線偏振光也分解為光類似，入射角時，與縱向電光效應軸成、與為兩個主振動方向。、軸方向，電場加在傳播方向平行, 1)(245,3121hlVhlnzyzyPPPzyzx