1502--布儒斯特定律
150定律
150定律150定律(Rule Of 150)[编辑]什么是150定律?罗宾·丹巴是一名人类学家，他研究了各种不同形态的原始社会，并发现在那些村落中的人。
大约都在150 名左右，人们把他的研究理论称之为" 150 人定律"。
现在我们许多人都远离村庄生活，但是却没有脱离这个概念：罗宾让一些居住在大都市的人们列出一张与其交往的所有人的名单，结果他们名单上的人数大约都在150名。
[编辑]150定律操作实务一些其他对经济和军事团体的研究显示，人们在多出这一数字的团体中合作的效率会有所降低，人数太多不能进行有效的交流。
这一理论也显示出，当个体的生活圈子过于狭小时就会感到孤独。
作为个体我们需要他人的协助来发挥潜能。
许多人把生活视为一种长途旅行。
他们在途中只选择需要的人和事，这其中包括朋友、家庭和事业。
这是一种狭隘的生活观念，也是在他们工作称心、变得富有后还是感到不幸福的原因。
不是作为一名孤独的旅行者，而是你自己村落的首领，应用" 150 人定律"我们会看到事物的不同。
你对村落生活的方方面面都要负责，一份好工作会帮助你这个村的"经济发展"，同时也要注意你这个村落的文化生活与社会关系的和谐。
也许你的村子是一处富饶之地，但是每个人都住在高墙之内不和邻人交往。
在这里走上一圈儿，发现它是一个空荡荡的村干。
也许因为大家都忙于工作。
也许大家闲散着什么都没做。
[编辑]150定律的启示许多人认为幸福是在竞争中获胜，胜者得到好的工作、美满的家庭和大把的钞票，败者就该沦为不幸。
罗宾的定律告诉我们，平衡的人事关系才会带给你幸福的生活。
这也有助于我们考虑该如何对待他人。
在充满竞争的社会中，依据人们的工作种类或者赚钱的多少来评判一个人成功与否是很简单的事情。
但事实上我们每个人都是自己的一村之长，这个工作并不容易，需要赢得尊重。
150定律还告诉每一人身后，大致有150名亲朋好友。
洛特卡定律、齐夫定律、布拉德福定律和普赖斯定律都是文献计量学的重要的经典
洛特卡定律、齐夫定律、布拉德福定律和普赖斯定律都是文献计量学的重要的经典洛特卡定律（Lotka's Law）、齐夫定律（Zipf's Law）、布拉德福定律（Bradford's Law）和普赖斯定律（Price's Law）是文献计量学中的重要经典定律，它们用来描述和分析作者、文章、期刊等在学术领域的分布和产出规律。
洛特卡定律，由美国数学家洛特卡于1926年提出，也被称为洛特卡-派尔分布。
该定律以作者产出的分布规律为基础，认为作者的产出量和其对应的排名呈反比关系。
具体地说，洛特卡定律指出，一个领域的作者人数（n）和其产出量（N）之间满足一个幂次关系：N=k/n^a。
其中，k和a是常数，n是排名。
这意味着，排名为n的作者的产出量约为总产出量的1/n^a倍。
洛特卡定律揭示了科学创新中存在少数人多产和多数人少产的现象。
齐夫定律，由美国语言学家乔治.齐夫于1949年提出，主要用来描述自然语言词频的分布规律。
根据齐夫定律，一个给定的词在自然语言中的出现频率（f）与该词在词频排名中的位置（r）之间大致呈反比关系：f = C/r^b。
其中，C和b是常数。
换句话说，词频排名越靠前，该词的出现频率越低，而排名越靠后，该词的出现频率越高。
齐夫定律适用于许多自然语言现象，如词频、城市人口、个人财富等。
布拉德福定律，由美国图书馆学家萨美鲁.布拉德福于1934年提出，用来描述同一领域内期刊的核心文献与边缘文献的分布规律。
根据布拉德福定律，核心文献的产出量与总产出量之间呈幂次关系。
布拉德福定律指出，核心文献的产出量通常占总产出量的一小部分，而边缘文献的产出量则占总产出量的较大部分。
具体而言，布拉德福定律认为，如果n篇核心文献的总产出量为N，那么边缘文献的总产出量通常是核心文献总产出量的a * n倍。
其中，a是常数，n是核心文献的个数。
布拉德福定律可用于期刊评估、信息组织和知识管理等领域。
普赖斯定律，由经济学家德鲁.普赖斯于1976年提出，用来描述科学家在科学研究中的产出分布规律。
大学物理教学中关于布儒斯特角的理论探讨
［摘要］布儒斯特角是大学物理教学与研究中的典型问题。
从电矢量的两个分量（s 波和p 波）的偏振特性出发，运用边值条件，计算了s 波和p 波的反射系数对入射角的依赖关系，系统探讨了布儒斯特角的产生条件和应用方向。
［关键词］布儒斯特角；偏振；菲涅尔公式［中图分类号］G642［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2021）11-0100-02大学物理教学中关于布儒斯特角的理论探讨①潘海平（佛山科学技术学院物理与光电工程学院，广东佛山528225）一、引言布儒斯特角（Brewster angle ）又称为起偏振角，当入射自然光以此角度射入介质界面时，反射光是线偏振光（振动方向垂直于入射面），并且与折射光线互相垂直。
此规律是由英国物理学家大卫·布儒斯特（1781—1868）在1811年从实验中得出的[1]，并由麦克斯韦定律验证了它的正确性。
布儒斯特角是物理学中的一个重要概念，对于反射光的偏振状态判定起着重要作用[2]，广泛应用于薄膜起偏器[3]和激光器的设计和研究[4，5]。
可是，在某些大学物理教材中，对这个概念的阐述不是很清晰，没有从光的偏振特性出发给出详细的推导过程，让学生难以理解。
特别是工科专业的学生，对于电磁波理论知之甚少，不能从布儒斯特角的起源上理解这一概念，导致有些认识上的混乱。
本文以菲涅尔公式为基本出发点，详细描述了布儒斯特角的产生原理和应用方向，并针对现有教材中存在的模糊认识，给出了详细的分析和讨论。
二、菲涅尔公式光波是一种电磁波，包含电场分量（）和磁场分量（），电场分量和磁场分量的振动面都与光波的传播方向垂直。
由于光在入射到介质界面时，主要是光波的电场分量与介质中的带电粒子产生相互作用，因此在光波反射和折射过程中主要考虑电场分量[2]。
现有一入射光的电场矢量1以任意角度射入介质界面，可以把入射光分解为电矢量垂直于入射面的1s分量和平行于入射面的1p分量，并规定1s的正向是与图面垂直并指向读者（图1），1p 的正向如图1中所示。
布儒斯特定律
布儒斯特定律
波特定律是19世纪德国物理学家叶布儒斯特提出的一条电气学定律，它表明一定条
件下通过电阻传递的电流与电位头之间有一个成比例的关系，即I/V值恒定，称为电阻R。
叶布儒斯特提出的这条电气学定律是十九世纪初的一个非常重要的理论成果，被许多有关
电子设备的发明利用起来，成为电子学中的基础定律之一。
波特定律的本质是描述一种电气定律，电流的大小与电压的大小成反比，即I(电流)
除以V(电压)即为等值的电阻R。
它概括了电阻传递的电流与电量头之间的基本比例关系，并成功地把复杂而变化多端的电阻联系到一个简单而稳定的数学关系上来，从而为物理学
和工程学的进一步发展奠定了理论基础。
波特定律最初的表达是：当通过电阻的电流与通
电的电压满足一定条件时，它们之间的比率保持不变，也就是关于电子学中的某种电子标
准电压的单位，就是波特定律。
从理论上看，叶布儒斯特定律说明电流流过电阻时，经放大器接收到叶布儒斯特定律
结果，那么可解释任何电子设备所运行的电子，只要给定一个结果电压和一个给定电阻，
就可以知道放大器应该输出的电流电压。
从实际应用来看，这条定律有很多好处，它是电
子的导线机械技术和系统的基础，它也是制作电子组件或构造电子系统时必不可少的内容，是电子电路上很重要的标准。
此外，波特定律的出现，为研发电子设备的设计者提供了参考依据，他们可以根据电
路的安排，按程序设计出合适的电子设备，并检验出较佳的电路方案，因此，叶布儒斯特
定律对科技创新发展有着非常重要的意义。
布儒斯特定律的主要内容
布儒斯特定律的主要内容
布鲁斯特定律主要内容涉及到光的反射和折射现象。
由法国科学家布鲁斯特在19世纪早期提出。
其主要内容包括：
1. 光线的入射角和反射角之间存在一个特定的关系，即光线入射介质的折射率与反射角的正切成正比。
即tan(反射角) = n
（反射介质）/n（入射介质）。
2. 当入射角为特定的角度时，即称为布鲁斯特角（也叫做极化角），入射光线发生完全偏振，只有垂直于某一方向的振动（平行于反射面）。
在此角度上反射的光线呈现为完全偏振光，而反射光中平行于反射面的振动被部分或完全消除。
3. 布鲁斯特角的大小与两个介质的折射率有关，反射面上平行于此面的入射光波高分子极化介质中的极化界面的折射率之比等于与平面垂直入射光波的振幅之比。
4. 布鲁斯特角出现时，反射光线的反射率达到最小值，且此时反射光线与入射光线之间的振幅比为1:n，其中n为入射介质
和反射介质的折射率之比。
布鲁斯特定律的主要内容是描述了当光线从一种介质到另一种介质的界面上发生反射和折射时，光线的入射角、反射角以及反射光线的振幅之间的关系。
布儒斯特定律
3、讨论
•当检偏器以入射光为轴转动时，透射光强度将有变化。 •起偏器与检偏器偏振化方向平行时：α =0 或α =π ，I=I0， 透射光强度最大； •起偏器与检偏器偏振化方向垂直时：α =π /2 或α =3π /2， I=0，透射光强度最小； •α 为其它角度时，透射光的强度介于0～I0之间。 •马吕斯定律是对偏振光的无吸收而言的，对于自然光并不成立。 若是自然光I0，通过偏振片后，I＝I0/2，偏振片在这里实际上起 着起偏器的作用。 •当两个偏振片互相垂直时，光振动沿第一个偏振片偏振化方向 的线偏振光被第二个偏振片完全吸收，出现所谓的消光现象。
三、实验装置
F
M
C
N
C是旋光物质；F为滤色片；M为起偏器；旋光物体放在两 个正交的偏振片M与N之间，将会看到视场由原来的零变 亮，把检偏器 N 旋转一个角度，又可得到零视野。 实验证明：振动面旋转的角度Δ Ψ 与材料的厚度d、 浓度C 以及入射光的波长 有关。
l 定义为旋光系数，它是入射光波长的函数 对于固体：
三、偏振度 1、定义：
若与最大和最小振幅对应的光强分别为Imax和Imin，则 偏振度的定义为
P＝ I max I min I max I min
2、光的偏振度
•自然光： Imax=Imin，P=0，偏振度最小； •线偏振光： Imin=0，P=1，偏振度最大； •部分偏振光： 0<P<1。
反射光和折射光的偏振
一、反射光和折射光的偏振
i n1
n2
•自然光在两种各向同性介质的分界 面上反射和折射时，不但光的传播 方向要改变，而且光的偏振状态也 要改变，所以反射光和折射光都是 部分偏振光。
•在一般情况下，反射光是以垂直于入射面的光振动为 主的部分偏振光；折射光是以平行于入射面的光振动 为主的部分偏振光。
第六章光的吸收、散射和色散
N2 : 4%;
CS2 gas : 14%; CO2 : 7%;
退偏振这一现象的解释也是瑞利提出的。他认为退 偏振度与散射分子的光学性质各向异性有关。在这 种分子里电极化的方向一般不与光波的电矢量方向 相同。测量退偏振度可以判断分子的各向异性，因 此也可以用来判断分子的结构。
§6.3 光的色散
在吸收带内，折射率随波长的增加而增加，即dn/d >0,
与正常色散相反，这种现象称为反常色散。
应该指出：所谓“反常”只是历史上的原因。现象本身 恰反映了在吸收带内普遍遵从的色散规律。
所有介质在透明波段 表现出正常色散；而 在吸收带内表现出反 常色散。
三. 色散的观察
1672年牛顿首先利用交叉棱镜法将色散曲线非常直观 地显示出来，交叉棱镜装置如图所示。
图中可以看出，沿着PA、 PA、PD、PD、PF等正侧 面观察时，散射光都是线 偏振光。振动面垂直于入 射光的传播方向。
沿着光的传播方向仍为 自然光；从其他方向观 察时，散射光是部分偏 振光。
D• x
B
F• P
•A'
B'
•A
z
y
D' •
以上讨论的散射介质，假设它的分子本身是各向同性 的。如果介质分子本身就是各向异性的，情况就要复 杂的多。
例如当线偏振光照射某些气体或液体时，从侧面观察 时，散射光变成了部分偏振光（有些情况透射光也变 成了部分偏振光）。这种现象称为退偏振。
以Ix和Iy分别表示散射光沿着x轴和y轴振动的强度， 则散射部分偏振光的偏振度为：
P Iy Ix Iy Ix
通常又引入退偏振度的概念：
1 P
例如： H2 : 1%;
Dispersion of Light
5.1第二定律的表述及其实质
第二个观点：生命有分子基础，认为遗传的物质基础 是有机分子。遗传性状密码形成，是通过染色体来传 递的。1953年 ，发现DNA，奠定了分子生物学的基 础，证实了Schrodinge 的论断。
第三个观点：生物体系中存在着量子跃迁现象。Xray所引起的突变就是证据之一，因此，量子力学规 律应该适用于生命现象。Pullman系统地研究了生物 大分子量子规律理论。 只有从量子力学观点出发， 研究电子的能级及其变化，才有可能了解生物体内许 多基本过程。
变为热量向高温热源释放了)。在制冷机运行过程中，
除了热量从低温热源流向高温热源之外，还产生了将
功转化为热这一种“其它影响”。
Q1 Q2 A
Q2 A
吸取相同的热量，作的功越少，效能越高。大量 事实表明：外界必须作功，A≠0。 1852年，克劳修斯于将这一规律总结为第二定律
的克劳修斯表述：
反证Ⅱ：若开氏表述不成立，则克氏表述也不成立。 如图5.2所示.
图5.2
可见，这两种表述是等价的。
它们共同揭示一个本质:过程的可逆性与不可逆性，即
过程进行的方向有关。
这是自然过程与热现象有关的宏观过程一个总特征。
自然界中所有的不可逆过程其本质相同，它们之间是相互
关联的，因而可从一种不可逆过程的存在推断出另一种不
热力学第二定律说法的产生和演变 在科学史上，公认克劳修斯最早提出了热力学第 二定律。克劳修斯、开尔文在1850－1851年间从不同 的角度提出了各自不同的说法和论证。 马赫作为一个具有哲学头脑的重要的科学史学家评 价克氏说法和开氏说法实际上是等价的。
热力学第二定律是一个经验性很强的定律，它的发现必然 首先从宏观的大量存在的热和机械功转化现象，特别是热机 作功过程开始的。 克氏说法和开氏说法虽然都从热机作功的基本假设出发， 但没有明确提出“孤立的系统”的前提条件。没有从微观的 分子运动观点深入探讨这个定律的含义和作用，以及对这个 定律的熵增原理说法作深入和细致的探讨，甚至把它无限推 广到宇宙，得出后来引起激烈争论的结论。
热力学第二定律
热力学第二定律热力学第二定律是热力学中的基本原理之一，它描述了热量传递的方向性和不可逆性。
本文将详细介绍热力学第二定律的基本概念、研究方法以及与其他热力学定律的关系。
一、热力学第二定律的基本概念热力学第二定律是热力学中关于热量传递方向性的基本法则。
它表明，在孤立系统中，热量自然地从高温物体传递到低温物体，而不会反向传递。
这一定律提供了能量流动的方向性，使热力学成为一门具有普适性的科学。
热力学第二定律可以通过多个等效的表述形式来描述，其中最常见的是开尔文－普朗克表述和克劳修斯表述。
1.开尔文－普朗克表述：不可能存在能从单一热源吸热并完全转化为功的过程。
这一表述意味着热量无法完全转化为机械功，总会有部分热量被浪费掉。
它反映了热量传递的不可逆性，即热量只能从高温物体流向低温物体。
2.克劳修斯表述：不可能存在一个过程，使之从低温物体吸热并完全转化为功而不引起其他影响。
这一表述揭示了热力学第二定律与其他物理过程之间的联系。
它说明了热量传递的方向性不仅与热源的温度有关，还与系统的绝对温度有关。
二、热力学第二定律的研究方法为了研究热力学第二定律，科学家们提出了多种方法和理论，其中最重要的是熵的概念和热力学不等式。
1.熵的概念熵是描述系统无序程度的物理量，它是热力学中的一个基本概念。
熵增原理是研究热力学第二定律的重要方法之一。
它表明，在孤立系统中，熵不会减少，而总是不断增加，直到达到最大值。
2.热力学不等式热力学不等式是描述热力学过程不可逆性的重要方法。
它将熵的增加与热量传递的方向性联系在一起。
热力学不等式表明，孤立系统中，热量只能由高温物体向低温物体传递，而不能反向传递。
三、热力学第二定律与其他热力学定律的关系热力学第二定律与其他热力学定律之间存在着密切的关系。
它与热力学第一定律和第零定律共同构成了热力学基本原理的体系。
1.热力学第一定律热力学第一定律，也被称为能量守恒定律，描述了能量的守恒原理。
它说明了能量在物理过程中的转化和守恒。
《布儒斯特定律》课件
布儒斯特定律的数学公式
布儒斯特定律
当光以布儒斯特角入射时，反射光为线偏振光，且入射角i与折射角r之间的关 系为tan(i) = n2 / n1。其中n1和n2分别为两个介质的折射率。
实验步骤与操作
4. 调整偏振片角度
旋转偏振片，观察并记录通过偏振片后光的 强度变化，直到达到最佳的偏振效果。
6. 重复实验
为了获得更准确的结果，可以多次重复实验 并取平均值。
5. 数据采集与处理
启动数据采集系统，实时记录光电探测器的 读数，并通过处理系统分析数据。
7. 整理实验数据与结论
根据实验数据，分析并得出结论。
实验结果分析与讨论
数据分析
对比不同偏振状态下光 的强度变化，分析其规
律。
误差分析
评估实验过程中可能产 生的误差来源，如光源 波长不稳定、探测器响
应速度等。
理论对比
将实验结果与布儒斯特 定律的理论预测进行对 比，验证理论的正确性
。
讨论与改进
讨论实验中存在的问题 和不足，提出改进措施 ，为后续研究提供参考
布儒斯特定律在光学中的应用
01
02
03
测量折射率
通过测量入射角和反射角 ，可以计算出介质的折射 率，这对于光学研究和应 用非常重要。
偏振光研究
布儒斯特定律是研究偏振 光的重要基础，特别是在 光学仪器设计和制造中， 如望远镜、显微镜等。
光学干涉和衍射
布儒斯特定律在光学干涉 和衍射实验中也有应用， 例如在研究薄膜光学性质 、光波导结构等方面。
布儒斯特定律ppt课件
解：设该材料的折射率为 n ，空气的折射率为1，
放所以在tg：水ib 中1n，ib' 则t5g对05.应8300有该1.t5材g9ib'料9对n1n水水.6的11.相.363对 折1.2射率为1.2
例.一束自然光自空气射向一块平板
玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯 i0
垂直。即：
ib r 2
3
•玻璃n2=1.5 ， •水n2=1.33 ， 注意：
布儒斯特角 ib 56.3 ib 53.1
1）当入射角为布儒斯特角时，反射光为振动方向垂 直入射面的线偏振光，而折射光仍为振动方向平行 于入射面的成分占优势的部分偏振光。
这是因为反射光线很弱，光强达不到自然光的一半。
当入射角满足:
tgib
n2 n12
反射光就变为振动方向垂直 于入射面的完全偏振光。而 折射光仍为部分偏振光。
ib 称为布儒斯特角
tgib
n2 n1
布儒斯特定律
ib ib
n1 n2 r0
由折射定律 sin ib sin r
n2 和布儒斯射角等于ib时，反射光和折射光相互
2）要注意布儒斯特角与全反射角的区别：
两者条件不同。全反射时对n1 、 n2 有要求；
而布儒斯特角无此要求；
入射角大于全反射角时都会发生全反射，但只有入 射角为布儒斯特角时反射光才是完全线偏振光。
4
理论实验表明：反射所获得的线偏光仅占入射自 然光总能量的7.4%，而约占85%的垂直分量和全部 平行分量都折射到玻璃中。
布儒斯特定律
1
一、反射和折射的偏振光
当自然光入射到介质表面时，反 射光和折射光都是部分偏振光。
布儒斯特定律表达式
布儒斯特定律表达式布儒斯特定律，又称布儒斯特法则，是指在信息科学与通信领域中，一个定性的经验法则，它描述了信息传输中的数据传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。
布儒斯特定律的数学表达式为：C = B * log2(1 + S/N)，其中C为信道的容量，B为信道的带宽，S为信号的平均功率，N为噪声的功率。
布儒斯特定律是信息传输中的重要原理，它对于我们理解和设计通信系统具有重要的指导意义。
在实际应用中，我们可以通过布儒斯特定律来评估和优化信道的传输性能。
根据布儒斯特定律，信道的容量与信号的平均功率成正比。
这意味着，如果我们想要提高信道的容量，可以通过增大信号的平均功率来实现。
当然，这也要考虑到信号功率的限制和功率的消耗。
布儒斯特定律告诉我们，信道的容量与信噪比的对数成正比。
这意味着，提高信噪比可以增加信道的容量。
在实际应用中，我们可以通过增加信号的功率、改进信道的传输质量、减小噪声的功率等方式来提高信噪比。
布儒斯特定律还提醒我们，信道的容量与信道的带宽成正比。
这意味着，增加信道的带宽可以提高信道的容量。
在通信系统设计中，我们可以通过增加信道的带宽来提高系统的传输速率。
布儒斯特定律的表达式中，log2(1 + S/N)部分是信道的容量与信噪比之间的函数关系。
这个函数关系是一个单调递增函数，当信噪比增大时，函数值也会增大。
因此，提高信噪比可以提高信道的容量。
布儒斯特定律的应用不仅限于信息科学与通信领域，它还可以用来解释其他领域中的问题。
例如，在经济学中，我们可以将信道的容量理解为市场的容量，信号的平均功率理解为市场参与者的活跃程度，噪声的功率理解为市场的不确定性。
根据布儒斯特定律，提高市场参与者的活跃程度和减小市场的不确定性可以提高市场的容量。
布儒斯特定律是信息传输中的重要原理，它描述了数据传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。
通过合理利用布儒斯特定律，我们可以优化通信系统的性能，提高系统的传输速率。
在实际应用中，我们可以通过增大信号的平均功率、提高信噪比、增加信道的带宽等方式来实现这一目标。
物理定律热力学第二定律
物理定律热力学第二定律物理定律：热力学第二定律热力学是一门研究能量转化与传递规律的学科，其中热力学第二定律是热力学的基本定律之一。
它揭示了自然界中能量转化的方向性和限制性。
本文将从热力学第二定律的历史背景、表述方式、熵的概念以及应用等方面进行探讨。
一、热力学第二定律的历史背景热力学第二定律的提出源于人们对自然界能量转化不可逆性的认识。
早期的实验观察表明，热量是从高温物体向低温物体传递的，永远不会出现自然界中热量自动从低温物体传递到高温物体的情况。
这表明，能量的转化具有一种不可逆性。
二、热力学第二定律的表述方式热力学第二定律有多种表述方式，其中最常见的是克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。
1. 克劳修斯表述：克劳修斯表述将热力学第二定律表述为“热量不自发地从低温物体传递到高温物体”。
这个表述说明了热量传递的方向性和不可逆性。
2. 开尔文-普朗克表述：开尔文-普朗克表述将热力学第二定律表述为“不可能从一个单一的热源吸热完成等效的功”。
这个表述意味着能量的转化具有一定的限制性。
三、熵的概念熵是热力学中一个重要的概念，它是用来描述系统无序度的物理量。
根据热力学第二定律，孤立系统的熵永远不会减少，而是不断增加，直到达到最大值。
这种增加的趋势使得能量转化变得不可逆。
四、热力学第二定律的应用热力学第二定律在现实生活中有着广泛的应用，以下是一些典型的应用场景：1. 热机效率：热力学第二定律限制了热机的效率。
根据开尔文-普朗克表述，根本不可能制造一个效率为100%的热机。
这就是为什么我们一直在追求制造更高效的热机技术，以提高能源利用率。
2. 热泵和制冷机：热力学第二定律为热泵和制冷机的工作提供了理论基础。
制冷机通过向低温环境抽热实现冷却，而热泵则通过向高温环境供热实现加热。
这些设备的工作原理和效率都受到热力学第二定律的限制。
3. 自发过程：热力学第二定律指出，自发过程总是朝着熵增加的方向进行。
这也解释了为什么自然界中出现的过程都是不可逆的。
布儒斯特定律
(Wave motion optics)
1
引 子
本章开始的研究对象: 光。 光是什么？近代物理认为，光既是一种波动(电 磁波)，又是一种粒子(光子)。就是说，光是具有波 粒二象性的统一体。 光学通常分为几何光学、波动光学和量子光学 三部分。 我们首先研究光的波动性。波动光学是当代激 光光学、信息光学、非线性光学和很多应用光学的 重要基础。波动最重要的特征是具有干涉、衍射和 偏振现象。
3
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫
光 光 光 光 光 光 光
S EH
就能量的传输而言，光波中的电场E和磁场H 是同等重要的。但实验证明,引起眼睛视觉效应和 光化学效应的是光波中的电场,所以我们把光波中 的电场强度E称为光矢量(或光振动)。
在波动光学中, 光强定义为
o 2 2 I S EH E E o
图19-12
一般情况下,反射光和折射光都是部分偏振光： 在反射光中, 垂直振动多于平行振动; 在折射光中, 平行振动多于垂直振动。 这里所说的“垂直”和“平行”是对 入射面而言的。
22
二.布儒斯特定律
1812 年，布儒斯特由 实验证明：当入射角是 某一个特定角 io 时 , 反射 光成为只有垂直振动的 线偏振光。角 io 称为布儒 斯特角(或起偏角)。
io
r
n1 n2
25
图19-12
例题19-5 画出下列图中的反射光和折射光。 i io
n1 n2
n1 n2
io
(a)
(b)
i
n1 n2 (d)
io
n1 n2
(c)
图19-13
26
例题19-6 填空： (1)平行光以60o的入射角由空气射向一平板玻璃， 发现反射光是完全偏振光, 则折射光的折射角为 30o 。
1502--布儒斯特定律
题号：41932004
分值：2分
难度系数等级：2
应用布儒斯特定律可以测介质的折射率.今测得此介质的起偏振角i0＝56.0，这种物质的折射率为_________________。
答案：1.48
题号：41932005
分值：2分
难度系数等级：2
当一束自然光以布儒斯特角i0入射到两种介质的分界面(垂直于纸面)上时，画出图中反射光和折射光的光矢量振动方向。
题号：41913002
分值：3分
难度系数等级：3
自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为
(A)完全线偏振光且折射角是30°．
(B)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为 的介质时，折射角是30°．
(C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角．
(D)部分偏振光且折射角是30°．［］
(A)则oc为平行入射面内振动的完全线偏振光．
(B)则oc为垂直入射面内振动的完全线偏振光．
(C)则ob为平行入射面内振动的完全线偏振光．
(D)则ob为垂直入射面内振动的完全线偏振光．［］
答案：（C）
题号：41912010
分值：3分
难度系数等级：2
在折射率为n1和n2两种介质的分界面上，i0为布儒斯特角，r为折射角，当入射光的光矢量垂直入射面沿bo方向入射时
分值：3分
难度系数等级：4
如图所示，自然光从空气连续射入介质A和B，当入射角为i0=60°时，得到的反射光R1和R2都是完全偏振光（振动方向垂直于入射面），由此可知，介质A和B的折射率之比nA/nB为
(A) (B)
(C) 1/2(D)2［］
高二物理竞赛光的偏振性马吕斯定律课件
若 在 0~2π间变化， I 3 如何变化？
0,π,π,3π,
22
I30
π,3π,5π,7π,
44 4 4
I3I8 0
第十四章 波动光学 14-10 反射光与折射光的偏振
光反射与折射时的偏振
i i 例2 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检偏器.
马吕斯定律 强度为 的偏振光通过检偏振器后, 出射光的强度为
光的干涉、衍射
光波是横波 机械横波与纵波的区别
光的偏振
机 械 波 穿 过 狭 缝
第十四章 波动光学
一 . 自然光 偏振光
自然光 ：一般光源发出的光中，在垂直于传播方
向的平面内，包含着各个方向的光矢量，并且光矢量
在所有方向上的振幅都相等（轴对称），这样的光叫
自然光 . 自然光可分解为两互相垂直
的光振动分量，且两分量相互独
tg i0
n2 n1
ctgi0nn12 tg(π2i0)tg
第十四章 波动光学
讨论 讨论下列光线的反射和折射（起偏角 i 0 ）.
i0
i0
i0
i
i
i
第十四章 波动光学
讨论：一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射
i 角为布儒斯特角 ，问 在界面 2 的反射光是什么光？ 0
注意：一次
n1 i0 i0
n2
玻璃
i 0 称布儒斯特角（起偏角）
证明
1）反射光和折射光互相垂直 .
折射定律
sin i0 n2
sin n1
布儒斯特定律
tgi0
n2 n1
sini0 cosi0
coi0ssincoπ 2s()
i0
2
第十四章 波动光学
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题号：41911003
分值：3分
难度系数等级：1
自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是
(A)在入射面内振动的完全线偏振光．
(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光．
(C)垂直于入射面振动的完全线偏振光．
(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光．［］
答案：（C）
题号：41913004
题号：41913002
分值：3分
难度系数等级：3
自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为
(A)完全线偏振光且折射角是30°．
(B)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为 的介质时，折射角是30°．
(C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角．
(D)部分偏振光且折射角是30°．［］
答案：部分偏振光
题号：41933002
分值：2分
难度系数等级：3
如果从一池静水(n＝1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的，那么太阳(见图)在这反射光中的 矢量的方向应____________________。
答案：垂直于入射面
题号：41932003
分值：2分
难度系数等级：2
如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上，发生反射和折射．已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值为_______________________。
答案：见图
题号：41933006
分值：2分
难度系数等级：3
一束自然光自空气入射到折射率为1.40的液体表面上，若反射光是线偏振的，则折射光的折射角为______________。
答案：35.5°(或35°32＇)
题号：41932007
分值：2分
难度系数等级：2
当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时，若反射光为线偏振光，则反射光线和折射光线之间的夹角为___________。
(A)则折射光线oa不存在。
(B)则反射光线不存在。
(C)则oa为垂直入射面内振动的完全线偏振光．
(D)则oa为平行入射面内振动的完全线偏振光．［］
答案：（C）
2.判断题：
题号：41922001
分值：2分
难度系数等级：2
当平行于入射面的完全偏振光以布儒斯特角入射时，反射光和折射光都存在。
答案：错
题号：41922002
分值：2分
难度系数等级：2
当垂直于入射面的完全偏振光以布儒斯特角入射时，反射光和折射光都存在。
答案：对
题号：41923003
分值：2分
难度系数等级：3
Hale Waihona Puke 当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为垂直入射面的完全偏振光，折射光为平行入射面的完全偏振光。
答案：错
题号：41921004
分值：2分
难度系数等级：1
由布儒斯特定律、反射定律和折射定律可以确定：当自然光线以布儒斯特角入射时，反射角与折射角互为余角。
布儒斯特定律
1.选择题
题号：41915001
分值：3分
难度系数等级：5
一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光
(A)是自然光．
(B)是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．
(C)是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．
(D)是部分偏振光．［］
答案：（B）
答案：/2 (或90°)
题号：41931008
分值：2分
难度系数等级：1
自然光以布儒斯特角i0从第一种介质(折射率为n1)入射到第二种介质(折射率为n2)内，则tgi0＝______________。
答案：n2/n1
题号：41933009
分值：2分
难度系数等级：3
某一块火石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没在水中（n=1.33）。欲使从这块玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的，则光由水射向玻璃的入射角应为_________________。
一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上。今测得此不透明介质的起偏角为56°。若把此种介质片放入折射率为1.33的水中，使自然光束自水中入射到该介质片表面上，则此时起偏角的正切值为
(A) (B)
(C) (D) ［］
答案：（A）
题号：41912009
分值：3分
难度系数等级：2
在折射率为n1和n2两种介质的分界面上，i0为布儒斯特角，r为折射角，当入射光的光矢量平行入射面沿ao方向入射时
(A) 45°．(B) 56°．
(C)44°．(D) 34°．［］
答案：（D）
题号：41913006
分值：3分
难度系数等级：3
一束自然光从空气投射到玻璃表面上（空气的折射率为1），当折射角为30°时，反射光是完全偏振光，则此玻璃的折射率等于
(A)1/2(B)
(C) (D) ［］
答案：（C）
题号：41914007
分值：3分
难度系数等级：3
某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是
(A) 35.3°．(B) 40.9°．
(C)45°．(D) 54.7°．［］
答案：（D）
题号：41911005
分值：3分
难度系数等级：1
自然光以入射角56°由空气投射于一块平板玻璃面上，反射光为完全线偏振光，则折射角为
答案：51.1°
题号：41934010
分值：2分
难度系数等级：4
在水(折射率n1＝1.33)和一种玻璃(折射率n2＝1.56)的交界面上，自然光从水中射向玻璃时，可求得起偏角为i0=49.6°。若自然光从玻璃中射向水，则此时的起偏角为____________。
答案： ＝90°－i0＝40.4°
答案：对
题号：41925010
分值：2分
难度系数等级：5
置于同一种介质中的一块平板玻璃，自然光入射时，若在玻璃上表面反射光为完全偏振光，则在玻璃下表面的反射光也一定是完全偏振光。
答案：对
3.填空题
题号：41931001
分值：2分
难度系数等级：1
一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说，透射光为__________________。
答案：对
题号：41923005
分值：2分
难度系数等级：3
当自然光以布儒斯特角入射时，反射光为垂直入射面的完全偏振光，折射光为平行入射面多于垂直入射面的部分偏振光。
答案：对
题号：41922006
分值：2分
难度系数等级：2
当自然光在介质分界面上反射满足布儒斯特定律时，则折射定律不再成立。
答案：错
题号：41921007
(A)则oc为平行入射面内振动的完全线偏振光．
(B)则oc为垂直入射面内振动的完全线偏振光．
(C)则ob为平行入射面内振动的完全线偏振光．
(D)则ob为垂直入射面内振动的完全线偏振光．［］
答案：（C）
题号：41912010
分值：3分
难度系数等级：2
在折射率为n1和n2两种介质的分界面上，i0为布儒斯特角，r为折射角，当入射光的光矢量垂直入射面沿bo方向入射时
分值：3分
难度系数等级：4
如图所示，自然光从空气连续射入介质A和B，当入射角为i0=60°时，得到的反射光R1和R2都是完全偏振光（振动方向垂直于入射面），由此可知，介质A和B的折射率之比nA/nB为
(A) (B)
(C) 1/2(D)2［］
答案：（A）
题号：41912008
分值：3分
难度系数等级：2
分值：2分
难度系数等级：1
自然光在介质表面以任意角度入射（全反射除外），折射光中永远是平行的光振动多于垂直的光振动。
答案：对
题号：41922008
分值：2分
难度系数等级：2
当自然光以布儒斯特角入射时，入射光中平行于入射面的光振动全部被折射。
答案：对
题号：41924009
分值：2分
难度系数等级：4
布儒斯特定律最初只是一个实验定律，但可以通过麦克斯韦电磁场的有关理论加以严格的证明。
答案：/2－arctg(n2/n1)
题号：41932004
分值：2分
难度系数等级：2
应用布儒斯特定律可以测介质的折射率.今测得此介质的起偏振角i0＝56.0，这种物质的折射率为_________________。
答案：1.48
题号：41932005
分值：2分
难度系数等级：2
当一束自然光以布儒斯特角i0入射到两种介质的分界面(垂直于纸面)上时，画出图中反射光和折射光的光矢量振动方向。