光学精品电子教案

§1双折射DoubleRefraction一.双折射现象双折射双折双折方解石晶体o光e光寻常光(o光)：遵守折射定律非常光(e光)：不遵守折射定律第八章光在各向异性介质中的传播当方解石晶体旋转时，o光不动，e光围绕o光旋转二.双折射光的偏振特点1.概念光轴（opticalaxis)：光线在晶体中沿某一方向传播时o光和e光的传播速度相同（不发生双折射现象），这一方向称为晶体的光轴单轴晶体（opticalaxis)：只有一个光轴的晶体(如方解石、石英)；双轴晶体（twinaxialcrystal)：有两个光轴的晶体(如云母、硫磺)主截面：光轴和晶体表面法线组成的平面主平面：某一光线(o光或e光)与光轴组成的平面光轴法线o光e光光轴法线一般情况下，e光不一定在入射面内，o光和e光的主平面并不重合光轴o光光轴e光主截面o光主平面e光主平面o光和e光均为线偏振光2.特点o光的振动方向垂直于它自己的主平面，e光的振动方向平行于它自己的主平面o光e光当入射面是晶体的主截面时,o光和e光的主平面重合，此时o光与e光的振动方向相互垂直光轴三、马吕斯（Malus)定律自然光入射：经双折射后o光和e光振幅相等。线偏振光入射：为光振动面AA′与主截面振幅sinoAAcoseAA2osinII光强2ocosII偏振光振动面主截面（）时：Io=I,Ie=090偏振光振动面//主截面（）时：Io=0,Ie=I0o光和e光重叠部分IIII)cos(sin22eo四.双折射现象的解释原因:o光在晶体内的速度是各向同性的,而e光却是各向异性的o光：子波波面为球形面.e光：子波波面为椭球面正晶体负晶体evv0evv0光轴ABCDEoe光轴ABoCe惠更斯原理解释光轴光轴ABoABe例波长为589nm的线偏振光垂直入射到一块光轴平行于表面的方解石晶片上，光的振动面与晶片主截面成30°角，求：（1）两束透射线偏振光的相对强度。（2）当用钠光入射厚度应为多少？已知ne=1.486，no=1.658[解]：（1）o光振幅，30sinoAA相对强度比31)30cos30sin(22e2oeoAAII时，要使o光和e光产生的相位差，晶片的2π30coseAAe光振幅，[解]：（2）两光相位差2)(2eonnl实际上，厚度cm(k=0,1,2,…)51056.8)12(kl厚的晶片均可。cm1056.8cm)486.1658.1(41089.5255eonnl一．偏振片透振方向：能透过光矢量振动的方向（偏振化方向）§2产生偏振光的元件二向色性：某些晶体对振动方向不同的电矢量具有选择吸收的性质偏振片polaroid：吸收某方向光振动，而与其垂直方向的光振动能通过的装置偏振片0I偏振化方向1P利用偏振片检验光线的偏振化程度，称为检偏自然光通过偏振片后变为线偏振光，称为起偏起偏检偏0I2I2P1I02I0II0I0I起偏器1P检偏器2P21//PP21PP0I02I一般情况下I=？平行偏振片正交偏振片I0PIA=A00AAcos200AI20cosII马吕斯定律（1809）2202cosAAI0max0III，02I，——消光1.制成偏光眼镜，可观看立体电影。2.若在所有汽车前窗玻璃和大灯前都装上与地面成45角、且向同一方向倾斜的偏振片，可以避免对方汽车灯光的晃眼。偏振片的应用3.在拍摄玻璃窗内的物体时，去掉反射光的干扰未装偏振片装偏振片光强为I0的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后光强为I0/8，已知P1P3，问：P1、P2间夹角为何？解分析P1P2P3I0I3=I0/8P3P1P2I1I2201II212cosII222223sincosIII8sincos20220II045例题自然光或圆偏振光I?P待检光以光线为轴转动P:I不变—？I变，有消光—？I变，无消光—？线偏振光部分偏振光或椭圆偏振光1P0I21PP2P3P你能说明为什么吗？？加拿大树胶55.1n0681.尼科尔棱镜068方解石晶体二、偏振棱镜068022048光轴oe658.1on486.1en55.1n2．Wollaston棱镜两块光轴互相垂直的棱镜粘接而成，可使两束线偏振光分开。