马吕斯定律
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第12节 偏振片 马吕斯定律
一、 偏
偏振化方向(起偏方向)
1、 起偏、起偏器
2、 检偏、检偏器
A B 线偏振光通过偏振片,旋转偏振片,透射光强明暗交替变化 自然光通过偏振片变为线偏振光,旋转偏振片,透射光强不变 示教
二、 马吕斯定律 线偏振光通过一个偏振片后,
透射光强I 与入射光强之间满足
0I α2
0cos I I = 马吕斯定律
α证:设入射线偏振光的振幅 0A αcos 0//A A =,αsin 0A A =⊥ α220
2
//
0cos ==A A I I
,
α20cos I I = 注意:只对入射线偏振光成立
若入射光是自然光,01
I I = 讨论:0=α,0I I =
2/πα=,0=I
例:让一束自然光通过两个
偏振化方向相互垂直的
偏振片,透射光强=?
如果在两个偏振片之间 加上另一个偏振片,其 偏振化方向与第一个偏
振偏振化方向夹角为α,
透射光强αα220sin cos 21
I I =
如果每个偏振片吸收的平行于偏振化方向的光振动能量 %10透射光强%90sin %90cos %9021
220⋅⋅⋅⋅⋅=ααI I
第13节 反射和折射光的偏振
入射面:(入射线,法线)
Π反射定律i i =′
折射定律γsin sin 21
n i n = M ′
反射光和折射光都是部分偏振光 反射光中,⊥
振动多于//振动
折射光中,//振动多于振动
⊥1
20n n arctg i i ==时 反射光为完全偏振光,只包含⊥0i :布儒斯特角(起偏角) 1
20n n tgi =
:布儒斯特定律 注意:(1)0i i =时,只反射部分⊥振动,不反射//振动 折射光中包含其余的⊥振动和全部的//振动
折射光仍是部分偏振光
(2)0i i =时,反射光线⊥折射光线
证明:γsin sin 201n i n =,120n n tgi ==0
0cos sin i i ,0201cos sin i n i n = γsin 2n =,02cos i n γsin ==0cos i )sin(0i −π,20πγ=+i
(3)自然光以布儒斯特角 照射玻璃片堆,可使
折射光成为完全偏振光
折射光中只剩下//振动
例:一束自然光以布儒斯特角从空气照射
玻璃片,界面2上的反射光是
()自然光
A (
B )完全偏振光,光矢量振动方向⊥
()完全偏振光,光矢量振动方向// C ()部分偏振光
D 解:对界面1,是布儒斯特角,对界面2,0i γ是布儒斯特角 120n n tgi =,20πγ=+i ,210n n ctgi tg ==γ 例:
第14节 晶体的双折射现象
一、晶体的双折射现象
用自然光照射某些晶体(方解石)表面 产生两条折射光线 双折射现象,示教
特点:
(1) 寻常光线(o 光),遵守折射定律
非常光线(e 光),不遵守折射定律
(2) 两条光线都是线偏振光,振向不同
(3) 光轴(光线沿该方向入射不产生双折射)p253,单轴晶体,双轴晶体
某条光线与光轴构成的平面:该光线的主平面 (光,光轴):o 光主平面 Πo (光,光轴):e 光主平面
Πe (4)光振向o ⊥o 光主平面
光振向//光主平面
e e 二、 对双折射的解释
产生双折射的原因: o 光、光在晶体中的传播速度不同
e o 光波面是球面,光波面是旋转椭球面
e 沿光轴方向o 光、e 光速度相同
垂直光轴方向o 光、e 光速度相差最大
o V :e 光速度
o
o V e V
o V e e o 晶体对光的折射率,o o n V c =/o e e n V c =/晶体对e 光的折射率 、:晶体的主折射率
o n e n 1、 平行光斜入射(光轴位于 2、平行光垂直入射(光轴位于 入射面内,光轴与界面斜交) 入射面内,光轴与界面斜交)
3、 平行光垂直入射(光轴平行
4、平行光垂直入射(光轴位于 界面,光轴位于入射面内) 入射面内,光轴垂直界面)
光轴
光同传播方向,但速度不同 光同传播方向,速度相同 e o ,e o , 仍属于双折射 不属于双折射
5、 平行光斜入射(光轴//界面,光轴垂直入射面)
光、光都遵守折射定律,o e e e o o n n i n γγsin sin sin 1==
三、 偏振棱镜
1、 尼科耳(棱镜)
用加拿大树胶粘在一起
加拿大树胶对o 2、 渥拉斯顿镜
两块方解石直角棱镜构成
两者光轴相垂直
负晶体,,e e V >o V e n n <垂直板面振动的光线: 对第一块棱镜是o 光
对第二块棱镜是e 光
平行板面振动的光线: 对第一块棱镜是e 光
对第二块棱镜是o 光
垂直板面振动的光线由o 光,光密→光疏,折射光偏离法线 →e 平行板面振动的光线由e 光,光疏→光密,折射光靠近法线 →o 两条光线分开,都是线偏振光
四、 偏振片
某些双折射晶体对o 光和e
获得偏振光的方法:(1)偏振片(2)偏振棱镜
(3)以布儒斯特角照射玻璃片
例:两块偏振片叠放在一起,其偏振化方向夹角,用强度相同的
o 30自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射,已知两成分的入 射光透射后强度相等
求:(1)入射光中线偏振光振向与第一块偏振片偏振化方向夹角
(2)透射光强与入射光强之比
(3)若每个偏振片对透射光吸收率为,
%5 再求透射光强与入射光强之比
解:(1)设入射线偏振光强为I ,入射自然光强为I
o o 30cos 2130cos cos 222I I =α,21cos 2=α,
o
45=α (2)375.083
230
cos 2130cos cos 222==+=I I I o
o α入射光强透射光强
(3)=入射光强透射光强
=I I I 2%
9530cos %9521%9530cos %95cos 222⋅
⋅+⋅⋅⋅o o α
=338.0%)95(832
=×