1樓:匿名使用者
偏振光偏振光(polarization)
光是一種電磁波,電磁波是橫波。而振動方向和光波前進方向構成的平面叫做振動面,光的振動面只限於某一固定方向的,叫做平面偏振光或線偏振光。通常光源發出的光,它的振動面不只限於一個固定方向而是在各個方向上均勻分佈的。
這種光叫做自然光。光的偏振性是光的橫波性的最直接,最有力的證據,光的偏振現象可以藉助於實驗裝置進行觀察,p1、p2是兩塊同樣的偏振片。通過一片偏振片p1直接觀察自然光(如燈光或陽光),透過偏振片的光雖然變成了偏振光,但由於人的眼睛沒有辨別偏振光的能力,故無法察覺。
如果我們把偏振片p1的方位固定,而把偏振片p2緩慢地轉動,就可發現透射光的強度隨著p2轉動而出現週期性的變化,而且每轉過90°就會重複出現發光強度從最大逐漸減弱到最暗;繼續轉動p2則光強又從接近於零逐漸增強到最大。由此可知,通過p1的透射光與原來的入射光性質是有所不同的,這說明經p1的透射光的振動對傳播方向不具有對稱性。自然光經過偏振片後,改變成為具有一定振動方向的光。
這是由於偏振片中存在著某種特徵性的方向,叫做偏振化方向,偏振片只允許平行於偏振化方向的振動通過,同時吸收垂直於該方向振動的光。通過偏振片的透射光,它的振動限制在某一振動方向上,我們把第一個偏振片p1叫做“起偏器”,它的作用是把自然光變成偏振光,但是人的眼睛不能辨別偏振光。必須依靠第二片偏振片p2去檢查。
旋轉p2,當它的偏振化方向與偏振光的偏振面平行時,偏振光可順利通過,這時在p2的後面有較亮的光。當p2的偏振方向與偏振光的偏振面垂直時,偏振光不能通過,在p2後面也變暗。第二個偏振片幫助我們辨別出偏振光,因此它也稱為“檢偏器”。
n 前言
干涉和衍射—光的波動性
偏振—光是橫波
光的偏振現象
偏振元件
應用 n 光的向量性 —光是橫波
k為波面的法線方向,s為光波的能量傳播方向。
在各向同性的介質中s與k同向。在各向異性的介質中s與k不同向。
自然光 線偏振光
部分偏振光 圓偏振光 橢圓偏振光
部分偏振度定義
橢圓偏振光的形成(兩個互相垂直的振動的合成)橢圓方程式
改變光的偏振態的方法
1、利用偏振片
2、利用反射現象
3、利用雙折射晶體
n 光的散射
利用偏振片產生偏振光
馬呂斯定律(2023年)和消光現象
菲涅耳公式
布魯斯特角:
利用布儒斯特角產生偏振光
全反射時光的偏振態的改變
反射波的振幅比可以改寫為:
當入射角大於或等於臨界角sin-1(n)時全反射時的相位改變
菲涅耳稜體
n 晶體光學
2樓:匿名使用者
晶體光學元件
1、偏振器件
尼科耳稜鏡
格蘭稜鏡
2 波晶片
構造:單軸晶體使其光軸與表面平行
入射光 1/4波片
檢驗偏振光的光路
n 偏振光的檢驗
藉助檢偏器和1/4波晶片檢驗光的5種偏振態
1.只用檢偏器**動):
對於線偏光可以出現極大和消光現象。
對於橢圓偏光和部分偏光可以出現極大和極小現象。
對於圓偏光和非偏光各方向光強不變。
2.用1/4波晶片和檢偏器**動):
對於非偏光(自然光)各方向光強不變。
對於圓偏光出現消光現象(原因)。
對於部分偏光仍出現極大和極小現象。
對於橢圓偏光,當把1/4波晶片的快慢軸放在光強極大位置時出現消光現象(原因)。
平行偏光干涉的裝置
(干涉的三條件:頻率、振動方向、初位相—相同)
裝置:自然光+起偏器p1+波晶片+檢偏器p2
偏振光的干涉的結果
n 現象
單色光照明厚度變化的波晶片p1 ^ p2,p1 ii p2,亮暗紋互補
白光照明厚度變化的波晶片p1 ^ p2,p1 ii p2,彩色互補(如紅色與青色,綠色和紫色,黃色和藍色等)顯色偏振
其他產生雙折射的機理和應用
光測彈性(由於材料的內、外應力造成雙折射現象)
檢查玻璃、塑料等的內應力
橋樑、礦井、水壩和機械工件等的應力分佈的監測和模擬。
**預報。
克爾效應和普克爾效應(由於電場造成雙折射現象)—高速光開關。
n 旋光現象的觀察和測量
2023年由阿喇果和畢奧發現
石英、松節油、糖溶液中有旋光現象
左旋和右旋—與旋光物質的結構有關(2023年赫謝爾發現)
旋光計—測量糖溶液的濃度
會聚偏光的干涉
n 橢圓偏振光法測定介質薄膜的厚度和折射率
在現代科學技術中,薄膜有著廣泛的應用。因此測量薄膜的技術也有了很大的發展,橢偏法就是70年代以來隨著電子計算機的廣泛應用而發展起來的目前已有的測量薄膜的最精確的方法之一。橢偏法測量具有如下特點:
能測量很薄的膜(1nm),且精度很高,比干涉法高1-2個數量級。
是一種無損測量,不必特別製備樣品,也不損壞樣品,比其它精密方法:如稱重法、定量化學分析法簡便。
可同時測量膜的厚度、折射率以及吸收係數。因此可以作為分析工具使用。
對一些表面結構、表面過程和表面反應相當敏感。是研究表面物理的一種方法
橢偏儀的光路圖
橢偏儀的基本原理
入射光的p分量
入射光的s分量
反射光的p分量和s分量的比值—橢圓參量
r=rp/rs=tanyexp(id)=f(n1, n2, n3,f1,d,l)
n 總結
光是橫波具有五種偏振態
光與物質相互作用時會發生偏振態的改變
偏振元件:偏振片、偏振稜鏡、波片
應用:光測彈性、旋光計、橢偏儀、電光調製
為什麼反射光、折射光是偏振光?
3樓:以火慎沛柔
確切的說,反射光和折射光是“部分偏振光”,就是說在並不是反射光和折射光都同版時具有權朝兩個方向的振動的光分量,只是其中一方含有的成分較多而已。就好像10個男生和10個女生同時下樓,下來後8男2女往右走,8女2男往左走。
至於所含成分的相對多少和入射的角度有關。其中有一個比較特別的角度成為布魯斯特角(此時入射角+折射角=90°),在這個角度下入射能夠得到反射方向的“完全偏振光”(折射方向還是部分偏振)。
至於原理建議不要深究,你要是感興趣的話可以參閱大學物理光學方面的書籍,查閱菲涅耳公式。
偏振片的基本原理是將入射光一個振動方向的能量吸收了,那麼能透過的自然只有另外一個方向振動的光了。用狹縫來理解確實比較易懂。
4樓:嘻哈怪乖
回憶一下,物理
抄光學中的儒斯bai特定律。
自然光du在兩種各向同性媒質分介面上zhi反射、
折射時,dao反射光和折射光都是部分偏振光。反射光中垂直振動多於平行振動,折射光中平行振動多於垂直振動。
當入射角滿足關係式tgi0=n2/n1 時,反射光為振動垂直於入射面的線偏振光(完全偏振光),
該式稱為布儒斯特定律(brewster law) ,i0為起偏振角或布儒斯特角。
當光線以起偏振角入射時,反射光和折射光的傳播方向互相垂直。當入射角為布儒斯特角時,反射光為偏振光,折射光為部分偏振光。
總而言之:當入射角為布儒斯特角時,反射光為偏振光,折射光為部分偏振光。
5樓:匿名使用者
我們可以先將bai各光束取一區域性直角du座標系k,p,s,其zhi中k代表光傳播方向dao,p方向平行入專
射面,s方向垂直入射面。屬則光波的電向量可以分解為 p分量和 s分量。
做好以上約定後,可以由電磁場的邊值關係匯出在介面上的菲涅爾反射和折射公式。根據該公式可知,p分量和s分量的反射率和折射率是不一樣的,而且反射時還可能發生相位的躍變,從而使得入射光的偏振態經過反射和折射後會發生改變。譬如,入射光是自然光時,則反射光和折射光一般是部分偏振光。
特別值得注意的就是當入射角是 布儒斯特角 時,不論入射光是什麼偏振態,它的反射光總是線偏振的。
為什麼反射光是偏振光
6樓:仍縈郭卓
因為在非金屬介質表面反射的時候,對於不同偏振方向的光的反射率一般是不一樣的,這個公式可以在大學的光學課本上找到.所以自然光經過反射以後就成了部分或者完全(布儒斯特角)的偏振光了
布儒斯特定律
brewster'slaw
自然光經電介質介面反射後,反射光為線偏振光所應滿足的條件.首先由英國物理學家d.布儒斯特於2023年發現.
自然光在電介質介面上反射和折射時,一般情況下反射光和折射光都是部分偏振光,只有當入射角為某特定角時反射光才是線偏振光,其振動方向與入射面垂直,此特定角稱為布儒斯特角或起偏角,用θb表示.θb由下式決定:
n1和n2為介面兩側介質的折射率.此規律稱為布儒斯特定律.光以布儒斯特角入射時,反射光與折射光互相垂直(見圖).
**玻片堆是由許多表面互相平行的玻璃片組成,自然光以布儒斯特角入射時,垂直於入射面的振動分量在每個介面上均要發生反射,而平行於入射面的振動分量則完全不能反射,故從玻片堆透出的光基本上只包含平行分量.玻片堆可用作起偏器.
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