21.4 偏振光的干涉
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o光和e光的相位差: ∆ϕ = 光和e 的相位差: 说明
2πd
λ
no − ne =
cpd ⋅ 2π
λ
∆ϕ 不同 (1) 各处 p 不同 出现干涉条纹; 出现干涉条纹; (2) 应力分布越集中的地方条纹越细密。 应力分布越集中的地方条纹越细密。
29 第21章 光的偏振
A 1
相干区
y(P ) 1
O.A.
P 1
C
P 2
A 1o
θ
A 1e
A2e x(P2 )
相干条件的实现: 相干条件的实现 •波晶片 保证从一次发光中分出两支 波晶片 给出光程差 (no-ne)d •检偏器 保证两光振动方向相同 检偏器 •起偏器 保证两光有确定相差 起偏器
5 第21章 光的偏振
A 2o
C
λ
Ao
θ
Ae
o 光和 光经过偏振片 后,振动 光和e 光经过偏振片2 方向平行,振动频率相同, 方向平行,振动频率相同,相位差恒 满足干涉条件。 定,满足干涉条件。 合振动强度为: 合振动强度为:
P 2
A2 o
π为投影 引入的附 加相位
Ae2
I2 = A2o2 + A2e2 + 2Ao2 Ae2 cos ∆ϕ 1 2 2 = A sin 2θ (1+ cos ∆ϕ) 1 2
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第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
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第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
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第21章 光的偏振
演示 完
光弹效应(应力双折射效应) 三、光弹效应(应力双折射效应)
FF
白光
•
•
屏
偏振片1 偏振片1
FF
d
偏振片2 偏振片2
no − ne = cp (
是与材料有关的常数, 为样品材料中的应力) c 是与材料有关的常数,p 为样品材料中的应力)
§21.4 偏振光的干涉
一、偏振光干涉实验 二、偏振光干涉的分析 三、光弹效应
1
第21章 光的偏振
一、偏振光干涉实验
1. 实验装置
•
•
屏
偏振片1 偏振片 2. 实验现象
波片
偏振片2 偏振片
单色光入射,波片厚度均匀,屏上光强均匀分布。 单色光入射,波片厚度均匀,屏上光强均匀分布。 白光入射,屏上出现彩色,转动偏振片或波片,色彩变化。 白光入射,屏上出现彩色,转动偏振片或波片,色彩变化。 波片厚度不均匀时,出现干涉条纹。 波片厚度不均匀时,出现干涉条纹。
4 第21章 光的偏振
合振动强度为: 合振动强度为
1 I2 = A2o2 + A2e2 + 2Ao2 Ae2 cos ∆ϕ = A2 sin 2 2θ (1+ cos ∆ϕ) 1 2 2πd ∆ϕ = no − ne + π = 2kπ — 干涉相长
∆ϕ = 2πd
λ
λ
no − ne + π = (2k +1)π — 干涉相消
第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
19Hale Waihona Puke Baidu
第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
光程差
( no − ne ) d
3
no —— o 光主折射率 ne —— e 光主折射率
第21章 光的偏振
2. 光强分析
Ao = A sin θ 1
Ao2 = Ao cosθ = A sin θ ⋅ cos θ 1
Ae = A cos θ 1
Ae2 = Ae sin θ
1 • P
= A sin θ ⋅ cos θ 1 2πd ∆ϕ = ∆ϕc + π = no − ne + π
6 第21章 光的偏振
白光
• •
P1
P2
屏
偏振片1 偏振片
偏振片2 偏振片
相位差与装置的关系: 相位差与装置的关系
P1 ⊥ P2
∆ϕ =
2π
P || P2 1
λ 2π ∆ϕ = ( no − ne ) d λ
( no − ne ) d + π
思考1 画出P 思考 画出 ⁄ ⁄ A时振幅投影图 时振幅投影图 思考2 比较 思考 比较P ⁄ ⁄ A与P ⊥ A情况 说明为什么 与 情况 多采用P 多采用 ⊥ A情形观察偏振光干涉 情形观察偏振光干涉 思考3 自然光入射波片后的偏振状态是什么? 思考 自然光入射波片后的偏振状态是什么
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
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第21章 光的偏振
硫代硫酸钠晶片的色偏振图片
10 第21章 光的偏振
石英劈尖的偏振光干涉(等厚条纹) 石英劈尖的偏振光干涉(等厚条纹)
11 第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
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利用偏振光干涉看到的结冰过程
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第21章 光的偏振
利用偏振光干涉看到的结冰过程
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7 第21章 光的偏振
3.干涉现象 .
Δϕ =
2π
λ
( no − ne )d
+π
在装置确定后, 在装置确定后, 相位差与晶体、与波长及波片厚度有关。 相位差与晶体、与波长及波片厚度有关。 •波长确定,石英劈尖等厚条纹 波长确定, 波长确定
λ
思考: 思考:已知
θ
no,ne,λ,θ,
P
8
石英
A
第21章 光的偏振
振幅投影图
P1
P2
屏
白光
• •
偏振片1 偏振片 偏振片2 偏振片
讨论
(1) 波片厚度相同时,各处相位差相同,单色光照射时屏上光强 波片厚度相同时,各处相位差相同,单色光照射时屏上光强 均匀分布。 均匀分布。 (2) 波片厚度不均匀时,各处相位差不同,单色光入射出现等 波片厚度不均匀时,各处相位差不同, 厚干涉条纹。 厚干涉条纹。 (3) 白光照射时,屏上由于某种颜色干涉相消, 而呈现它的互补 白光照射时,屏上由于某种颜色干涉相消, 这叫( 色偏振。 色,这叫( 显) 色偏振。 (4) 旋转偏振片,使两偏振片偏振化方向平行, 相位差 旋转偏振片,使两偏振片偏振化方向平行, 产生π 的变化,屏上颜色发生变化。 产生π 的变化,屏上颜色发生变化。
2 第21章 光的偏振
二、偏振光干涉的分析
1.光线通过波片的传播情况 1.光线通过波片的传播情况 o 光和 光传播方向相同, 光和e 光传播方向相同, 但速度不同。 但速度不同。 o 光和 光通过波片后产 光和e 生的相位差为: 生的相位差为:
d
o光
•
•
e光
• •
∆ϕc =
2π d
λ
no − ne
推导条纹间距 等厚 条纹
• 晶片确定 厚度确定 白光入射 由于某种波长干涉相消而呈现它的互补色 由于某种波长干涉相消而呈现它的互补色 波长干涉相消而呈现它的 这种现象叫( 这种现象叫(显)色偏振 红色( 如 红色(656.2 nm) 相消 ) 出现绿色(492.1nm) 出现绿色( 绿色 ) 蓝色( 蓝色(485.4nm) 相消 ) 出现黄色( 出现黄色(585. 3 nm) 黄色 ) 若厚度不 会出现彩色 彩色条纹 若厚度不均匀 会出现彩色条纹