高二物理竞赛光的偏振课件

光的偏振光波性质：横波c

电矢量E、磁矢量H有单一对应关系、同步性

在许多方面磁场的作用比电场的作用小的多一般都选用电矢量E代表光的振动——光矢量——光的偏振性一.自然光没有优势方向自然光的分解沿光传播方向看自然光中电矢量E在任意方向都是均匀分布的每一个光矢量都可以分解为x、y方向分量二.线偏振光E播传方向振动面线偏振光的表示法：·····光振动垂直板面光振动平行板面

完全偏振光、平面偏振光

塞曼效应谱线的偏振性质发光前原子系统的角动量等于发光后原子系统的角动量与所发光子的角动量的矢量和(光子的角动量为).Δmj=mj2(初)-mj1(末)=+1（σ+型偏振）原子在磁场方向的角动量减少1ħ，所发光子必定具有在磁场方向+1ħ的角动量。迎着磁场方向观察：该光的矢量逆时旋转，所以它是左旋圆偏振光σ+垂直于磁场方向观察：

线偏振光。Δmj

＝1，-1产生σ型偏振；Δmj＝0产生π型偏振。BBΔm=m2(初)-m1(末)=-1（σ-型偏振）原子在磁场方向的角动量增加1ħ，所发光子必定具有在磁场方向-ħ的角动量。迎着磁场方向观察：该光的矢量顺时旋转，所以它是右旋圆偏振光σ-垂直于磁场方向观察：

线偏振光。B迎着磁场方向观察：光的矢量逆时旋转，左旋圆偏振光σ+迎着磁场方向观察：光的矢量顺时旋转，右旋圆偏振光σ-Δm=0（型偏振）光子携带角动量垂直于磁场。迎着磁场方向观察：观察不到Δm=0跃迁的光垂直磁场方向观察：电矢量平行磁场的线偏振光。BE对于Δm=m2-m1=0的情况，原子在磁场方向(z方向)的角动量不变，光子必定具有在与磁场垂直方向(设为x方向)的角动量，光的传播方向与磁场方向垂直，与光相应的电矢量必定在yz平面内，它可以有Ey和Ez分量。但是，凡角动量方向在xy平面上的所有光子都满足Δm=0的条件，因此，平均的效果将使Ey分量为零。于是，在沿磁场方向(z)上既观察不到Ey分量，也不会有Ez分量(横波特性)，因此就观测不到Δm=0相应的π偏振谱线。

按观察方向：垂直磁场方向：

迎磁场方向：因为他们研究了磁性对辐射现象的影响"1902年诺贝尔物理学奖彼得·塞曼亨德里克·洛伦兹当时，当时，钠黄线在强磁场中谱线分裂为三条!-1,-1/2,-2ml,ms,ml+2ms1,1/2,20,1/2, 10,-1/2,-10,1/2,10,-1/2,-11,-1/2;-1,1/20选择定则：3p3sB=0B≠0-1,-1/2,-2考虑旋轨耦合，钠黄线在强磁场中谱线分裂为五条。ml,ms,ml+2ms1,1/2,20,1/2, 10,-1/2,-10,1/2,10,-1/2,-13p3s1,-1/2;-1,1/20对ml≠0的考虑自旋-轨道耦合引起的能量位移(ml.ms>0上移；ml.ms<0下移)后，原来三条谱线中的两条会分裂，将观察到五条谱线.强、弱外磁场说明在强磁场情况下，表征电子状态的量子数是(n,l,ml,ms);磁场的强弱是相对的；当外磁场引起的能级分裂远小于由旋轨耦合引起的精细结构分裂时，磁场为弱场；反之，磁场为强场。在弱磁场情况下，表征电子状态的量子数是(n,l,j,mj);WeakBStrongBJ与外磁场耦合L与S分别与外磁场耦合Paschen-BackEffectZeemanEffectZeemanEffectPaschen-BackEffectNormalZeemanEffectandPaschen-BackEffect都是使原来的谱线一分为三，但它们所用磁场的强弱不同，能级分裂的间隔也不相同。解:此能量也可理解为电子自旋磁矩与电子轨道运动产生的内磁场间的作用所致。B=3.2T相对是强磁场

，表现为帕邢-贝克效应。能级的裂距