哈工大大学物理课件(马文蔚教材)-第17章波动与光学-光的偏振

1§17-11全息照相简介全息照相:(利用光的干涉和衍射原理)将携带信息的光波以干涉图的形式记录下来，并且在一定的条件下通过衍射使其再现，形成原物体逼真的立体象。(1)记录了物体的全部信息，包括振幅和相位---全息术(2)可以再现物体逼真的立体象(3)底片的每一个局部都包含了物体整体的光信息2一.全息照片的拍摄全息照相的第一步是全息记录，----利用的是光的干涉物光和参考光在感光底片上形成干涉条纹图样---全息图全息记录全息底片3二.全息图像的观察全息照相的第二步是全息图像的再现和观察，完成波前重建。----用一束与参考光的波长和传播方向相同的光束照射全息图，则用眼睛可以看到一幅非常逼真的立体的原物形象全息图的观察4物光波前的重建517-12光的偏振性马吕斯定律1线偏振光（完全）线偏振光光波的横波性偏振态平面偏振振动平面一自然光偏振光63部分偏振光2自然光无穷多个振幅相等，振动方向任意，彼此间没有固定的相位关系的光振动的组合，称为自然光。021IIIyx22ixxxAAI22iyyyAAI7椭圆偏振光:时，当kAAyx、，、时212和或当π)k(kAAyx合成椭圆偏振光.圆偏振光:时，2)1k2(AA当yx、合成光振动矢量末端轨迹是圆。4椭圆偏振光和圆偏振光频率相同，振动方向互相垂直，且有固定位相差的两列线偏振光的合振动满足椭圆方程：22222sincos2yxyxAAxyAyAx时，为线偏振光）（K8三马吕斯定律一束光强为I0的线偏振光，透过检偏器的透射光强为：20cosIIα是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向之间夹角二偏振片起偏和检偏检偏器透振方向(偏振化方向)起偏器偏振片：二向色性二向色性起偏器和检偏器cos0E917-13反射光和折射光的偏振布儒斯特定律120nnitg满足上式反射光是垂直于入射面的完全线偏振光,折射光是部分线偏振光。i0为起偏角200i---反射线与折射线垂直布儒斯特定律i2n1n入射反射玻璃折射i0i02n1n入射反射玻璃折射0i10玻片堆许多玻璃片叠起来，折射光近似完全线偏振光，是平行于入射面振动。玻片堆0i0i100%98%布儒斯特窗应用:输出线偏振光的激光器试分析之？输出什么样的偏振光？1117-14双折射偏振棱镜一双折射的寻常光和非常光寻常光（o光）：非常光（e光）：满足折射定律。违背折射定律。单轴晶体双轴晶体光轴图方解石晶体光轴晶体主截面:界面的法线和光轴构成的平面晶体主平面:晶体中某光线和光轴构成的平面图o光和e光o光e光偏振片12二用惠更斯原理说明双折射现象正晶体:负晶体:)(00uunnee)(00uunnee如石英、碳、冰.如方解石、红宝石（1）负晶体和正晶体13（2）惠更斯作图法1415三偏振棱镜161.波片dnneo)(dnneoeo)(2波片412/4)(dnneo2)(dnneo半波片从单轴晶体切下来的薄片，其表面与晶体的光轴平行。*四1/4波片和半波片172.圆偏振光和椭圆偏振光的产生和检验利用振动方向互相垂直，频率相同的两个简谐运动能够合成为椭圆或圆运动的原理.d1/4波片4)(dnneo)(4eonnd2/正椭圆偏振光时4/圆偏振光18小结：偏振光的获得和检验1.偏振光的获得1)线偏振光：2)椭圆偏振光：从自然光获得线偏振光，用起偏器、波片、玻片堆、偏振片、尼科耳棱镜等。自然光通过起偏器和一个波片即可。2.检验偏振光设入射光有以下五种：自然光、部分偏振光、线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光。19第一步第二步令入射光通过偏振片I，改变I的透振方向，观察透射光强变化。观察现象观察现象结论结论有消失线偏振光有消失圆偏振光无消失自然光强度无变化自然光或圆偏振光a.令入射光依次通过四分之一波片和偏振片II，改变II的透振方向P2，观察透光强度变化。有消失无消失椭圆偏振光部分偏振光强度有变化，但无消光部分偏振光或椭圆偏振光b.四分之一波片的光轴方向必须与椭圆主轴重合。I42PIII1PI1PI42PII4II4II20*五人为双折射1.光弹效应2.电光效应a）克尔效应：b）泡克耳斯效应：02)(klElnneo2117-15旋光现象1晶体和溶液的旋光性对晶体:振动面旋转角度.l::l:l::对液体:晶体厚度.晶体的旋光度.溶液浓度.旋光率.ll222磁致旋光BlV:l:B:V样品长度磁场费尔德常数左旋右旋23两束光频率相同，振动方向相同，位相差恒定（此处投影附加），是相干偏振光。*17-16偏振光的干涉1偏振光的干涉现象2偏振光的干涉原理coscoscos12EEEee2eE2oEsinsinsin12EEEoo24光屏上的合成振动振幅2E222oeEEEcos22222222oeoeEEEEE强度I2222EIcos2222222oeoeEEEE)cos2sin2sin21sinsincos(cos22221I讨论：1）I2与、、Δφ有关。2）Δφ来源a）入射波片前的Δφ1，设Δφ1=0b）波片引起的Δφ2c）坐标投影引起的ΔΦ3(0或))(020或dnne25NMoec离开晶体时产生光程差dnne)(0dnneo)(2两束光投射到N上会合sincos1AAeNcossin1AAoN方向相反dnneo)(2M1Adc光轴N当k2或2)12()(0kdnne亮)12(k或22)(0kdnne暗123干涉白光照射出现彩色进入晶体后分成两束1Acos1AAesin1AAo00进入时