光學(xué)第三章光的偏振第1頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.非偏振光(自然光)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)方向自然光的分解自然光的表示法：···§1光的偏振狀態(tài)在垂直于其傳播方向的平面內(nèi)每一個(gè)光矢量都可以分解為x、y方向分量注意：以上兩相互垂直的分振動(dòng)無(wú)固定相位關(guān)系第2頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、線偏振光E播傳方向振動(dòng)面線偏振光的表示法：·····光振動(dòng)垂直板面光振動(dòng)平行板面垂直光的傳播方向的平面內(nèi)二.完全偏振光EEyEx

yx第3頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月右旋圓偏振光右旋橢圓偏振光2.圓偏振光,橢圓偏振光三.部分偏振光部分偏振光某一方向振動(dòng)強(qiáng)于其他方向部分偏振光的表示法：平行紙面的光振動(dòng)較強(qiáng)···垂直紙面的光振動(dòng)較強(qiáng)······部分偏振光的分解部分偏振光可看成是自然光和線偏振光的混合第4頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2線偏振光的獲得與檢驗(yàn)一起偏

起偏：從自然光獲得偏振光

起偏器:起偏的光學(xué)器件自然光I0線偏振光IP偏振化方向(透振方向)

偏振片的起偏:···第5頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.馬呂斯定律(線偏振光入射偏振片)I0IPPE0E=E0cos馬呂斯定律（1809）——消光三.檢偏用偏振器件分析、檢驗(yàn)光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)一周2明2暗自然光部分偏振光?第6頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1.三個(gè)偏振片P1、P2與P3堆疊在一起，P1與P3的偏振化方向相互垂直，P2與P1的偏振化方向間的夾角為30。強(qiáng)度為I0的自然光垂直入射到偏振片P1，并依次透過(guò)偏振片P1、P2與P3，若不考慮偏振片的吸收和反射，則通過(guò)三個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為：（A）（B）（C）（D）[C]第7頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2.有三個(gè)偏振片堆疊在一起，第一塊與第三塊的偏振片化方向相互垂直，第二塊和第一塊的偏振化方向相互平行，然后第二塊偏振片以恒定的角速度w

繞光傳播的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖所示。設(shè)入射自然光的光強(qiáng)為I。,通過(guò)這一系統(tǒng)后，出射光的光強(qiáng)為何？第8頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第9頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3.一束光是自然光和線偏振光的混合光，讓它們垂直通過(guò)一偏振片，若以此入射光束為軸旋轉(zhuǎn)偏振片，測(cè)得透射光強(qiáng)度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光與線偏振光的光強(qiáng)比值為：

[A]

(A)1/2;(B)1/5;(C)1/3;(D)2/3.第10頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§3反射和折射光的偏振一.反射和折射時(shí)光的偏振i0:起偏角或布儒斯角i0

+r0=90O

—布儒斯特定律·······n1n2iir·自然光反射和折射后產(chǎn)生部分偏振光······n1n2i0i0r0線偏振光··起偏振角··第11頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月若n1

=1.00(空氣)，n2=1.50(玻璃)，則：二.玻璃片堆起偏············i0··················玻璃片堆(線偏振光)(接近線偏振光)互余第12頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§4光在晶體中的雙折射(自學(xué)）

方解石oeeo一.雙折射的概念1.雙折射n1n2irore(各向異性媒質(zhì))自然光o光e光2.尋常光和非尋常光o光:

遵從折射定律e光:

一般不遵從折射定律e光折射線一般在入射面內(nèi)。···o光和e光都是線偏振光雙折射的本質(zhì)是o光和e光的折射率不同，傳播速度不同o光在入射面內(nèi)第13頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.晶體的光軸當(dāng)光在晶體內(nèi)沿某個(gè)特殊方向傳播時(shí)不發(fā)生雙折射，該方向稱為晶體的光軸。例如，方解石晶體(冰洲石)AB光軸102°光軸是一特殊的方向,凡平行于此方向的直線均為光軸。單軸晶體：只有一個(gè)光軸的晶體雙軸晶體：有兩個(gè)光軸的晶體單軸晶體方解石，石英，紅寶石云母，硫磺，藍(lán)寶石第14頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月························vot光軸光軸vetvoto光:e光:

n0，ne稱為晶體的主折射率

根據(jù)n0，ne的關(guān)系可分為正、負(fù)晶體4.光在單軸晶體內(nèi)的波面

正晶體

:ne>no，如石英負(fù)晶體:ne<no，如方解石第15頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.單軸晶體的主平面主平面：?jiǎn)屋S晶體中光的傳播方向與晶體光軸構(gòu)成的平面。e光光軸e光的主平面o光光軸o光的主平面····振動(dòng)方向⊥主平面振動(dòng)方向∥主平面只有光軸在入射面內(nèi)時(shí)，o、e光的主平面以及入射面重合在一起第16頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)光沿光軸方向入射晶體時(shí)，不發(fā)生雙折射現(xiàn)象當(dāng)光垂直光軸方向入射晶體時(shí)，o光、e光沿同一方向傳播，但速度不同······

eoeo光軸晶體········

eoeo光軸晶體··發(fā)生了雙折射現(xiàn)象第17頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月偏振片的應(yīng)用

眼鏡、車燈、玻璃·非偏振光線偏振光光軸電氣石晶片··二向色性作業(yè)：5.2習(xí)題指導(dǎo)：4；5；7看典型例題聲波是否也有偏振現(xiàn)象？能否利用兩片聲波偏振片制作消音裝置？為什么？

第18頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月偏振片的應(yīng)用

眼鏡、車燈、立體電影聲波是否也有偏振現(xiàn)象？能否利用兩片聲波偏振片制作消音裝置？為什么？

第19頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.自然光以60的入射角照射到某一透明介質(zhì)表面時(shí)，反射光為線偏振光，則知：[B]（A）折射光為線偏振光30；（B）折射光為部分偏振光，折射角為30；（C）折射光為線偏振光，折射角不能確定；（D）折射光為部分偏振光，折射角不能確定；第20頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃(如圖)，設(shè)入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光

[B]（A）光強(qiáng)為零；（B）是完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向垂直于入射面；（C）是完全偏振光且光矢量的振動(dòng)方向平行于入射面；（D）是部分偏振光。第21頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直入射其上時(shí)沒(méi)有光線透過(guò)。當(dāng)其中一偏振片慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)180

時(shí)透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化為:[B]（A）光強(qiáng)單調(diào)增加；（B）光強(qiáng)先增加，后又減小至零；（C）光強(qiáng)先增加，后減小，再增加；（D）光強(qiáng)先增加，然后減小，再增加再減小至零。第22頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.一束光強(qiáng)為I0

的自然光垂直穿過(guò)兩個(gè)偏振片，且此兩偏振片的偏振化方向成45角，若不考慮偏振片的反射和吸收，則穿過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為：[B]（A）（B）（C）（D）第23頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.使一光強(qiáng)為I0的線偏振光先后通過(guò)兩個(gè)偏振片P1和P2.P1和P2的偏振化方向與原入射光光矢量振動(dòng)方向的夾角分別是a和90則通過(guò)這兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)I是:[C](B)0.(A)(C)(D)(E)第24頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.如圖，P1、P2為偏振化方向間夾角為a的兩個(gè)偏振片。光強(qiáng)為I0的平行自然光垂直入射到P1表面上，則通過(guò)P2的光強(qiáng)I=

。若在P1、P2之間插入第三個(gè)偏振片P3

，則通過(guò)P2的光強(qiáng)發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以光線為軸旋轉(zhuǎn)P2

，使其偏振化方向旋轉(zhuǎn)一角度q后，發(fā)生消光現(xiàn)象，從而可以推算出的P3偏振化方向與P1的偏振化方向之間的夾角a’=

。（假設(shè)題中所涉及的角均為銳角，且設(shè)a’＜a

）●‘●‘’‘’●‘II0P1P3P2第25頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7.自然光以布儒斯特角由空氣入射到一玻璃表面上，反射光是（A）在入射面內(nèi)振動(dòng)的完全偏振光。（B）平行于入射面的振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的部分偏振光。（C）垂直于入射面振動(dòng)的完全偏振光。（D）垂直于入射面的振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的部分偏振光.[C]第26頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.如圖所示，一束自然光入射到平玻璃板上，已知其上表面的反射光線1為完全偏振光。設(shè)玻璃板兩側(cè)都是空氣，標(biāo)明各反射、折射光線的偏振情況。nn0n012第27頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9.請(qǐng)將下列各圖中反射光及折射光的偏振態(tài)畫出來(lái)。圖中i0=tg-1n2／n1i≠i0

第28頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

拍攝玻璃窗內(nèi)的物體時(shí)，用偏振片去掉反射光的干擾第29頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月n1n2n3用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射如同所示的劈尖膜（）觀察反射光干涉。（1）從劈尖頂開(kāi)始算起，第二條明條紋中心所對(duì)應(yīng)的膜厚度，第五條暗紋中心所對(duì)應(yīng)的膜厚度（2）相鄰二明紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度之差是多少第30頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，若單色光源S到兩縫S1,S2

距離相等，則觀察屏上中央明條紋位于圖中O處，現(xiàn)將光源S向下移動(dòng)到示意圖中的S位置，則：（A）中央明條紋也向下移動(dòng)，且條紋間距不變；（B）中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距增大；（C）中央明條紋向下移動(dòng)，且條紋間距增大；（D）中央明條紋向上移動(dòng)，且條紋間距不變。[D]作業(yè)4習(xí)題指導(dǎo)P6622第31頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(A)P點(diǎn)處仍為明條紋。(B)P點(diǎn)處為暗條紋。(C)不能確定P點(diǎn)處是明條絞還是暗條紋。(D)無(wú)干涉條紋。［B

］在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏幕E上的P點(diǎn)處是明條紋．若將縫S2蓋住，并在S1S2連線的垂直平分面處放一高折射率介質(zhì)反射鏡M，如圖所示，則此時(shí)第32頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)

=5500?的單色平行光垂直入射到縫間距d=210-4m的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2m．求：

(1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距;(2)用一厚度為e=6.610-6m、折射率為

n=1.58的玻璃片覆蓋一縫后,零級(jí)明紋將移到原來(lái)的第幾級(jí)明紋處?解:(1)(2)覆蓋玻璃后,零級(jí)明紋應(yīng)滿足:

第33頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)不蓋玻璃片時(shí),此點(diǎn)為第k級(jí)明紋，則應(yīng)有所以

零級(jí)明紋移到原第7級(jí)明紋處.第34頁(yè)，課件共37頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用波長(zhǎng)為入的單色光垂直照射到空氣劈尖上，從反射光中觀察干涉條紋，距頂點(diǎn)為L(zhǎng)處是暗條紋。使劈尖角θ連續(xù)變大，直到該點(diǎn)處再次出現(xiàn)暗條紋為止。劈尖角的改變量是______。第35頁(yè)，課件共37