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1、光的波动性 光的干涉、衍射 .光波是横波 光的偏振 .机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝纵波 振动 方向相对传播 方向具有对称 性；横波 振动 方向相对传播 方向不具有对 称性.第十五章 光的偏振1、自然光 偏振光自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方向的 光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称） 这样的光叫自然光 . 自然光以两互相垂直的互为 独立的 （无确定的相位关系） 振幅相等的光振动表示 , 并各具 有一半的振动能量 .符号表示注意各光矢量间无固定的相位关系 .二互相垂直方向是任选的 .xy偏振光（线偏振光）光振动只沿某一固定方向的光 .符号表示部分偏振光 ：某一方向的光振动
2、比与之垂直方向 上的光振动占优势的光为部分偏振光 .符号表示振动面起 偏偏振片 起偏与检偏二向色性 : 某些物质能吸收某一方向的光振动 , 而只让与这个方向垂直的光振动通过, 这种性质称二 向色性 .偏振片 ： 涂有二向色性材料的透明薄片 .偏振化方向 ：当自然光照射在偏振片上时，它只让 某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振 化方向 .起偏器偏振化方向N M2 马吕斯定律（1880 年）检偏器起偏器NM马吕斯定律 强度为 I0 的偏振光 通过检偏振器后, 出射光的强度为例1 有两偏振片平行放置分别作起偏器和检偏器. 当 它们偏振化方向的夹角为300 时 , 一单色自然光穿过后 的出射
3、光强为I1 ; 当它们偏振化方向的夹角为600 时, 另 一束单色自然光的出射光强为I2 , 且I1=I2 . 求两束单色 自然光的强度之比 .解 设两束单色自然光的强度分别为I10和I20经过起偏器后光强分别为 和 .经过检偏器后例2、一束自然光与线偏振光的混合光垂直射入到偏振 片上，若偏振片以入射光为轴转一周，发现透射光的最 大值为最小值的2倍，则入射光中自然光与线偏振光的 强度之比为多少？解：设自然光I0、线偏振光I（1）检验光束的 偏振性（2）可以改变光 束的偏振化方向反射光 部分偏振光 ， 垂直于入射面的振动大于平 行于入射面的振动 .折射光 部分偏振光， 平行于入射面的振动大于垂
4、直于入射面的振动 .布儒斯特定律：光反射与折射时的偏振玻璃3、布儒斯特定律反射光成为振动方向垂直于入射面的完全偏振光玻璃布儒斯特定律：布儒斯特角(起偏角）证明：折射定律注意对于一般的光学玻璃 , 反射光的强度约占入 射光强度的7.5% , 大部分光将透过玻璃.利用玻璃片堆产生线偏振光自然光从空气到玻璃的布儒斯特角：例3(P269 15-5) 讨论下列光线的反射和折射（起偏角i 0 ）外腔式激光器的布儒斯特窗 i0i0激光输输出布儒斯特窗M1M2i0i0实实例：外腔式激光管加装布儒斯特窗，可使出射光为线为线 偏振光，并减少反射损损失。4、光的双折射恒量玻璃折 射 定 律动 光 学双折射现象波动
5、光 学方解石晶体CaCO3(birefringence)寻常光线（o光）(ordinary rays)服从折射定律的光线(extraordinray rays) 非常光线（e光）不服从折射定律的光线实验证明： O 光和 光均为偏振光.ACBoe Deo光轴 在方解石这 类晶体中存在一个 特殊的方向，当光 线沿这一方向传播 时不发生双折射现 象。称这一方向为 晶体的光轴.光轴AB光轴单轴晶体；方解石、石英等。双轴晶体：云母、硫黄等。 用惠更斯原理解释光的双折射现象1）O 光在晶体内任意点所引起的波阵面是球面。即 具有各向同性的传播速率。2）e 光在晶体内任意点所引起的波阵面是绕光轴的 旋转椭球面
6、。沿光轴方向与O光具有相同的速率。e光波面O光波面光轴方向负晶如方解石CaCO3e 光波面O光波面正晶如石英SiO2主截面 当光在一晶体表面入射时，此表面的法 线与光轴所成的平面.当入射面是主截面时， O 光的振动垂直主截面； e 光的振动平行于主截面.光轴光光.光轴方向光光e e光光o o方解石 1.4864 1.6854 石英 1.5534 1.5443对波长为589.3纳米的钠黄光1） 平行光倾斜入射，光轴在入射面内， 光轴与晶体表面斜交光轴AFEeO eO2）平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴与 晶体表面斜交光轴AEOeBFEF出射两束偏振方向相互垂直的线偏光3）平行光垂直入射，光轴
7、在入射面内，光轴 平行晶体表面光轴AE eBFE FO具有相互垂直 的偏振方向出射光沿同方向传播例3、下列三个棱镜由方解石制成（no=1.658， ne=1.486）光轴方向如图所示，自然光垂直入射。 试画出通过棱镜后的折射光路图。 o eoe oenesini =sinenosini =sin osini=nes inesini=nosin o尼科耳棱镜 (Nicol prism)BCAD光光加拿大树胶加拿大树胶的折射率n=1.55，O光入射角大于其临 界角arc sin(1.55/1.658)=69012，被全反射，在CN 处为涂黑层所吸收。渥氏棱镜(Wollaston prism)eO两块直角方解石光轴相互垂直ABDCO 光从光密到光疏 折射光要偏离法线eP271 15-8
