光在晶体中的传播b

nullnull§5.3 偏振光干涉§5.3.1 平行偏振光的干涉 偏振光垂直通过波片以后，按其振动方向（或振动面）分解为o光和e光，具有相同的振动频率和固定的相位关系。若在出射光中置一偏振片将它们投影到同一方向，就能满足相干条件，实现偏振光的干涉。一、干涉装置及干涉光强 的计算平行偏振光干涉装置如图所示。一波晶片C置于两偏振片P1、P2之间，后面置一观察屏幕。null其中P1将入射自然光变成线偏振光，波晶片C使线偏振光分解为振动方向互相垂直的o光和e光，并产生确定的相位差， P2则从这两束光中取出振动方向与其透振方向相同的分量，使得干涉可以发生，在后置的屏幕上可以观察到稳定的干涉花样。干涉光强的计算可分为以下步骤：1. 振幅分析 强度为I0的单色自然光过偏振片P1后变为强度为I0/2的线偏振光， P1 后的线偏振光振动方向与P1透振方向平行。设P1后线偏振光振幅为A1， 则： 设P1透振方向与波片C光轴夹角为1，则线偏振光进入波片后分解为o光和e光:o光振幅:e光振幅:null设P2透振方向与波片C光轴夹角为2，则o光和e光投影到偏振片P2的透振方向上，形成干涉。两束相干的线偏振光的振幅为：2. 相差分析 设由P2出射的两束相干的线偏振光的相差为δ，它由三部分构成， δ= δA+ δC +δ′，其中(1) δA为o光和e光在波片C前 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面的相差，null(2) δC为厚度为d 的波晶片C所引起的o光和e光的相差，(3) δ ′为o轴和e轴正向在P2上投影时引起的附加相差， δ亦可表示为更简单的形式，即 δ=δC +δ″，其中δ″为将入射偏振光在晶片的o、e轴及P2方向两次投影所产生的附加相差，以上两种表示形式等价，即 δ″=δA+δ′。null3. 强度公式相干光强：由上式可知，平行偏振光干涉强度的分布与两块偏振片在eo正交系中的方位角(θ1,θ 2)及相差δ有关。单色光照明时，屏幕上各处强度均匀，如果转动P1、C及P2中任何一个器件， θ1,θ 2发生变化，屏幕上的干涉强度亦相应发生变化，这是单色平行偏振光干涉的特点。null1. 波晶片旋转时光强的变化与偏振片旋转时的光强互补现象入射自然光线偏光偏振光干涉二、几种干涉现象的讨论设起偏器、检偏器的偏振化方向相互垂直：null透出的光振动为两者的合成：由上式可知，旋转波晶片C时， α 发生变化，屏幕上的干涉强度I⊥亦相应发生变化，当null 除=450 以外，出射光强均不会为零，即 M // N时，不易得到相干相消为零的视场。视场相干结果仍然由波片的厚度 d 决定。若起偏器、检偏器偏振化方向相互平行：结论：null 由上式可知，对于同一波晶片方位角 α ，当转动N使其从与M正交变为与M平行，屏幕上的干涉强度呈互补关系。 ★ 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ：在偏振光干涉中，任何一个器件均不转动时，对一定波长的入射光来说，屏幕上的明暗由晶体厚度 d 决定。null 当no, ne, d给定时，δc 是光波长的函数。当用白光照明时，在晶体中厚度均匀的情况下，屏上出现一定色彩合成的混合色，这称为显色偏振。对于同一厚度的波片, 两偏振片垂直时出射光颜色与平行时出射光颜色互补，即两种情况下的出射光加起来为白光。当转动某一偏振片时，屏幕上颜色将随之变化。2. 显色偏振3. 等厚干涉　　当偏振光的干涉装置中的晶片厚度d不均匀时，具有相同厚度的地方，将产生同样的干涉光强，形成等厚干涉花样。劈尖晶片的等厚干涉花样如图。null§5.3.1 人工双折射人工双折射，即在人为条件影响下产生的双折射现象。目前主要有以下几方面：1 应力双折射与光测弹性效应 透明的各向同性介质在机械应力作用下，显示出光学上的各向异性，与双折射类似现已成为光测弹性学基础。（光轴为力沿线方向），这种现象称为应力双折射，也称做机械双折射或光测弹性效应。null应力→各向异性→V 各向不同→n 各向不同在一定应力范围内：各处F/S不同→各处c不同→出现干涉条纹。 F/S 变→ c 变→干涉情况变。经人为双折射厚度为d的介质，产生的o光与e光的位相差为光测弹性学：利用光弹性效应来研究应力分布的方法。2 克尔效应：又称电光效应 某些各向同性的透明介质（如非晶体和液体），在强大的外电场作用下，显示出双折射现象，称为克尔效应。null不加电场→液体各向同性→P2无透射光加电场→液体呈单轴双折射晶体性质，其——二次电光效应克尔效应引起的o光与e光的光程差为：其中 E — 电场强度，d —板长， k — 克尔常数。null则克尔效应引起的o光与e光的相位差为： 则有光通过P2。由于c随电压V而变化 ，克尔盒相当于一个相差可变的波晶片。当c= -π时，克尔盒具有半波片的性质，透过P2的干涉强度达最大，克尔盒处于全开状态。此时电压称为半波电压。3 磁致双折射现象：与克尔效应类似，但在强磁场作用下产生。佛克脱效应：科顿—穆顿效应：发生于蒸汽中发生于液体中克尔盒的应用 : 高速电光开关，电光调制器。克尔盒的缺点 : 所用液体常有剧毒，易爆炸。null§5.4 旋光现象 线偏光通过某些透明介质后，它的振动面将以光的传播方向为轴旋转过某一角度，称为旋光现象。 这种介质称为旋光物质。如石英、糖、酒石酸钾钠等一、旋光现象与规律1 阿拉果于1811年发现：实验证明：振动面旋转的角度 与材料的厚度 d、浓度 C 以及入射光的波长  有关：null对于固体：定义为旋光系数，它是入射光波长的函数。对于液体：式中C为溶液的浓度。二、费涅耳的旋光理论　　沿晶体光轴传播的平面偏振光由两个沿相反方向旋转的、等频率的圆偏振光组成；在旋光晶体中，这两个圆振动有不同的传播速度，在右旋晶体中右旋圆传播得快，在左旋晶体中左旋圆传播得快。左旋晶体:右旋晶体:　　组成线偏振光的左旋圆和右旋圆沿光轴通过L厚的晶体，产生的相位差为null右旋物质中，右旋圆振动矢量转过的角度比左旋圆大，合成线偏振光振动面向右转过一个角度。线偏振光右旋圆偏振光左旋圆偏振光证明菲涅耳旋光理论的实验null 要使光不透过检偏器，则通过检偏器的两束光应因干涉而相消。例 1：一方解石晶体的表面与其光轴平行，放在偏振化方向相互 正交的偏振片之间，晶片的光轴与偏振片的偏振化方向成 45°角。已知晶片的主折射率为：no = 1.658 , ne = 1.486 。 求：⑴ 要使 = 500nm 的光不能透过检偏器，晶片的厚度至 少多大？ ⑵ 若两偏振片的偏振化方向平行，要使  = 500nm 的光 不能透过检偏器，晶片的厚度又为多少？解：⑴ 由题设可做图： 通过P2时两光的光程差为：相应的相位差为：null由干涉相消条件：当 k = 1 时，晶片厚度最小，为：⑵ 若两偏振片的偏振化方向平行，晶片的厚度又为多少？如图：此时通过P2的两束光没有附加的相位差，有：当 k =0 时，晶片厚度最小，为：null例2. 试设计三种使偏振光的振动面转过90的方法. 光所通过的晶体类旋光物质厚度 l 与线偏振光振动面转过角度  的关系为 = l ，式中为旋光率(度/毫米)。要使振动面转过90所需晶体厚度 l=90/ 。 半波片不改变入射线偏振光性质，但可使其振动面转过2角。当半波片的光轴与入射线偏振光的振动方向成 =45角时，振动面就转过90。解：(2) 用半波片。(1) 用旋光物质(如石英)。 （3）用两个偏振片P1 和 P2 ，先让P2 绕光的传播方向转，并停在出射光强为零的位置上，此时P2的偏振化方向与入射线偏振光的振动方向相互垂直。null 然后在 P2 前面插入 P1 ，只要 P1 与P2 的偏振化方向不垂直也不平行，那么由P2 出射的线偏振光的振动方向相对入射线偏振光的振动方向转过 90 ，其振幅矢量如图所示，图中A为入射线偏振光的振幅。例3. 如图，在杨氏双缝实验中，在光源孔后置偏振片P，在缝S1 S2后分别置P1、P2 ，使P的透光方向与 P1平行，与P2成θ 角。 (1) 求屏上干涉条纹的可见度。(2) 若取掉P，情况又如何？解：⑴ 设光源孔处自然光振幅为A0 ，则P后光振幅为：由于P1平行于P，所以P1后光振幅亦为：null对P2而言 ，入射光场振幅与P2透光轴成θ 角，所以P2透光轴方向振动的振幅为：A1、A2是相干光，将在屏上发生干涉，则相干强度为：强度极大为：强度极小为：null条纹可见度为：（2）若取走P，可将自然光分解为沿P1的光A'1和垂直于P1的光A⊥，二者无固定位相差，则null相干强度为：非相干强度为：所以，条纹可见度为：