《大学物理》干涉光学 11

1、第十一节偏振光的获得 一、反射和折射时光的偏振 .in1n2r以任意角度入射 以任意角度入射时，反射光和折射光都为部分偏振光。实验和理论都表明：一、反射和折射时光的偏振 .in1n2r以任意角度入射 以任意角度入射时，反射光和折射光都为部分偏振光。实验和理论都表明： 反射光中垂直于入射面振动的光的强度比较大，一、反射和折射时光的偏振 .in1n2r以任意角度入射 以任意角度入射时，反射光和折射光都为部分偏振光。实验和理论都表明： 反射光中垂直于入射面振动的光的强度比较大，折射光中在入射面内振动的光的强度比较大。一、反射和折射时光的偏振 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。

2、.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。并且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射90r0+=i0 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。并且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射90r0+=i0由折射定律： 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。并且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射90r0+=i0nsinisinr1n20=n21由折射定律： 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。并且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射90r0+=i0ns

3、inisinr1n20=n21sinisinr0=sinisin0()90i00由折射定律： 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。并且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射90r0+=i0nsinisinr1n20=n21tgisinisinr0=sinisin0()90i00=0由折射定律： 以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，折射光为部分偏振光。并且：.i0i0n1n2900r以布儒斯特角入射90r0+=i0nsinisinr1n20=n21tgisinisinr0=sinisin0()90i00=0tgi0n1n2=n21由折射定律：布儒斯特定律=n21tg

4、ii0560=0例 玻璃对空气的折射率为：1.501.50.=n21tgii0560=0例 玻璃对空气的折射率为：1.501.50.利用玻璃堆获得偏振光.线偏振光自然光 入射例：若入射光是振动面平行入射面的线偏振光，则以布儒斯特角入射时，在界面 1 上无反射，试问 n3 为多少时，在界面 2 上也无反射 ？n1n2n3界面 1界面 2io解：界面 1 无反射 例：若入射光是振动面平行入射面的线偏振光，则以布儒斯特角入射时，在界面 1 上无反射，试问 n3 为多少时，在界面 2 上也无反射 ？n1n2n3界面 1界面 2iotg io = n2 /n1io + = 90o解：界面 1 无反射 界

5、面 2 也无反射 n3 /n2 = tg 例：若入射光是振动面平行入射面的线偏振光，则以布儒斯特角入射时，在界面 1 上无反射，试问 n3 为多少时，在界面 2 上也无反射 ？n1n2n3界面 1界面 2iotg io = n2 /n1io + = 90o解：界面 1 无反射 界面 2 也无反射 n3 /n2 = tg = tg (90o - io)= ctg io= n1/n2 例：若入射光是振动面平行入射面的线偏振光，则以布儒斯特角入射时，在界面 1 上无反射，试问 n3 为多少时，在界面 2 上也无反射 ？n1n2n3界面 1界面 2iotg io = n2 /n1io + = 90o解

6、：界面 1 无反射 界面 2 也无反射 n3 /n2 = tg = tg (90o - io)= ctg io= n1/n2 故：n3 = n1例：若入射光是振动面平行入射面的线偏振光，则以布儒斯特角入射时，在界面 1 上无反射，试问 n3 为多少时，在界面 2 上也无反射 ？n1n2n3界面 1界面 2iotg io = n2 /n1io + = 90o二、光的双折射现象 1、双折射现象二、光的双折射现象象折射现o光方解石晶体CaCO3双e光纸面折射现二、光的双折射现象 1、双折射现象 2、寻常光与非常光寻常光线（o光）(ordinary rays) 2、寻常光与非常光寻常光线（o光）(or

7、dinary rays)服从折射定律的光线 2、寻常光与非常光寻常光线（o光）(ordinary rays)(extraordinray rays) 非常光线（e光）服从折射定律的光线 2、寻常光与非常光寻常光线（o光）(ordinary rays)(extraordinray rays) 非常光线（e光）服从折射定律的光线不服从折射定律的光线 2、寻常光与非常光寻常光线（o光）(ordinary rays)(extraordinray rays) 非常光线（e光）服从折射定律的光线不服从折射定律的光线.eoeoACDB 2、寻常光与非常光不服从折射定律指的是：不服从折射定律指的是： 1. 折

8、射光线一般不在入射面内；不服从折射定律指的是： 1. 折射光线一般不在入射面内； 2. 入射角的正弦与折射角正弦之比不是常量，即折射率和入射光线的方向有关。光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光双折射纸面方解石 晶体 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转

9、双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸

10、面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体光光 当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转双折射纸面方解石 晶体 3、光轴、主平面780102078078010201020光轴 3、光轴、主平面780102078078010201020光轴光轴：在方解石

11、这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。称这一方向为晶体的光轴。 3、光轴、主平面780102078078010201020光轴光轴：在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。称这一方向为晶体的光轴。单轴晶体：只有一个光轴（方解石、石英） 3、光轴、主平面780102078078010201020光轴光轴：在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。称这一方向为晶体的光轴。单轴晶体：只有一个光轴（方解石、石英）双轴晶体：有两个光轴（云母、硫磺） 3、光轴、主平面78010207807801020

12、1020光轴光轴：在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。称这一方向为晶体的光轴。单轴晶体：只有一个光轴（方解石、石英）双轴晶体：有两个光轴（云母、硫磺）主截面：光轴与自然晶面法线所组成的平面。 3、光轴、主平面780102078078010201020光轴光轴：在方解石这类晶体中存在一个特殊的方向，当光线沿这一方向传播时不发生双折射现象。称这一方向为晶体的光轴。单轴晶体：只有一个光轴（方解石、石英）双轴晶体：有两个光轴（云母、硫磺）主截面：光轴与自然晶面法线所组成的平面。主平面：某一光线与光轴所组成的平面 3、光轴、主平面.光轴方向 o 光及 e 光都为

13、线偏振光。光e光o.光e面主光o面主平平光轴方向 一般来说，o 光主平面和 e光主平面并不重合。 o 光及 e 光都为线偏振光。光e光o.光面主光面主平平光轴方向 一般来说，o 光主平面和 e光主平面并不重合。 当入射光线在主截面内时，o 光、e 光以及它们的主平面都在主截面内 o 光及 e 光都为线偏振光。eo光e光o.光面主光面主平平光轴方向 一般来说，o 光主平面和 e光主平面并不重合。 当入射光线在主截面内时，o 光、e 光以及它们的主平面都在主截面内。此时，两光的振动方向相互垂直。 o 光及 e 光都为线偏振光。eo光e光o.光面主光面主平平光轴方向 一般来说，o 光主平面和 e光主

14、平面并不重合。 当入射光线在主截面内时，o 光、e 光以及它们的主平面都在主截面内。此时，两光的振动方向相互垂直。o 光垂直于主截面振动， o 光及 e 光都为线偏振光。eo光e光o.光面主光面主平平光轴方向 一般来说，o 光主平面和 e光主平面并不重合。 当入射光线在主截面内时，o 光、e 光以及它们的主平面都在主截面内。此时，两光的振动方向相互垂直。o 光垂直于主截面振动，e 光在主截面内振动。 o 光及 e 光都为线偏振光。eo光e光o 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用正晶体波面波面eo光轴vevo* 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用正晶体波面波面eo光轴vevovevo* 4、

15、惠更斯原理在对双折射现象中的应用正晶体波面波面eo光轴vevovevonone* 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用正晶体负晶体波面波面eo光轴光轴vevovevovovevevononenone* 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用正晶体负晶体波面波面eo光轴光轴vevovevovovevevononenone* 产生双折射现象的根本原因是晶体光学性质的各向异性。 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用正晶体负晶体波面波面eo光轴光轴vevovevovovevevononenone* 产生双折射现象的根本原因是晶体光学性质的各向异性。 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用波面o波面e双光轴

16、光轴光轴ACD光轴i 1. 平面波倾斜入射方解石晶体ACDE.光轴i 1. 平面波倾斜入射方解石晶体ACDE.光轴i 1. 平面波倾斜入射方解石晶体ACDE.oo光轴i 1. 平面波倾斜入射方解石晶体ACDE.oo光轴i 1. 平面波倾斜入射方解石晶体ACDFE.oo光轴i 1. 平面波倾斜入射方解石晶体ACDFE.eoeo光轴i (1) 平面波倾斜入射方解石晶体ACDFE.eoeo光轴B (2) 平面波垂直入射方解石晶体ACD.eoeo光轴(3) 平面波垂直入射方解石晶体 光轴平行于晶面B.710尼科耳棱镜的制作过程680尼科耳棱镜的制作过程尼科耳棱镜的制作过程680尼科耳棱镜的制作过程68

17、0尼科耳棱镜的制作过程680尼科耳棱镜的制作过程680涂上加拿大树胶680尼科耳棱镜的制作过程 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶光轴n=e1.48641.6584 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶n加=1.55，光轴n=e1.48641.6584 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶n加=1.55n=e1.516，光轴n=e1.48641.6584 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶n加=1.55n=e1.516n=1.6584o，光轴n=e1.48641.6584

18、 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶n加=1.55n=e1.516n=1.6584o，non加光轴n=e1.48641.6584 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶=770临界角，n加=1.55n=e1.516n=1.6584o，non加光轴n=e1.48641.6584且 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶=770临界角，o光发生全反射n加=1.55n=e1.516n=1.6584o，non加光轴n=e1.48641.6584且 5、尼科耳棱镜.900oe220680oeAMCN自然光加拿大树胶=770临界角，o光发生全反射n加=1.55n=e1.516n=1.6584o，non加光轴n=e1.48641.6584且n加noe光不会发生全反射. 5、尼科耳棱镜尼可耳棱镜可以用作起偏器与检偏器。. 6、渥拉斯顿棱镜 渥拉斯顿棱镜是由二块方解石（负晶体 vo ve ）做的直角棱镜拼成的，.ADCB 6、渥拉斯顿棱镜 渥拉斯顿棱镜是由二块方解石（负晶体 vo ve ）做的直角棱镜拼成的，棱镜ABD的光轴平行于AB 面，.光轴.ADCB 6、渥