岩土工程师注册普通物理ppt课件

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1、一个一个热力学系力学系统的平衡的平衡态可由四种形状参量确定。可由四种形状参量确定。1.1.理想气体理想气体气体形状方程：表征气体平衡气体形状方程：表征气体平衡态的三个形状参量的三个形状参量T T、 V V、和和P P之之间存在着的函数关系。存在着的函数关系。理想气体：在任何情况下理想气体：在任何情况下绝对遵守玻意耳遵守玻意耳马略特定律、略特定律、盖盖吕萨克定律和克定律和查理定律理定律这三条三条实验规律的气体。律的气体。理想气体的形状方程理想气体的形状方程 对于一定量的气体，在平衡于一定量的气体，在平衡态下，假下，假设忽略重力忽略重力的作用，可以用体的作用，可以用体积V V、压强P P、温度、温

2、度T T来描画它的形状。来描画它的形状。理想气体理想气体处于于热平衡平衡态下下时，各形状参量之各形状参量之间的关系：的关系：2.2.理想气体的形状方程理想气体的形状方程理想气体形状方程：理想气体形状方程：分子的分子的质量量为 m，分子数，分子数为 N，气体气体质量：量：摩摩尔质量：量：N0为阿伏加德罗常数，令令:称称为玻玻尔兹曼常数曼常数为分子数密度。为分子数密度。3.3.理想气体形状方程的理想气体形状方程的变形形理想气体形状方程的变形定定义分子平均平分子平均平动动能：能：压强公式又可表示公式又可表示为：由气体的由气体的质量密度：量密度：压强公式：压强公式：压强公式又可表示公式又可表示为： 理

3、想气体的理想气体的压强由由压强公式公式温度公式：温度公式：与与比较有：比较有：明确几点：明确几点：1.温度是对大量分子热运动的统计平均结果，对个别分子温度无意义。温度是分子平均平温度是分子平均平动动能的能的标志。志。2. 分子运分子运动得越猛烈，温度越高。得越猛烈，温度越高。3. 不同气体温度一样，平均平动动能一样。 温度公式温度公式不同气体在不同气体在规范形状下的范形状下的 n 一一样。5.由温度公式可计算某一温度下气体的方均根速率。4.由P=nkT可知规范情况下分子数密度。方均根速率方均根速率由由 有：有：和和分子分子动能按自在度均分的能按自在度均分的统计规律律每个平每个平动自在度上分自在

4、度上分配了一份配了一份kT/2的能量，的能量，推行到推行到转动等其它运等其它运动方式，得能量按自在度均分定理。方式，得能量按自在度均分定理。在温度为在温度为T T的平衡态下，气体分子每个自的平衡态下，气体分子每个自在度的平均动能都相等，都等于在度的平均动能都相等，都等于 。 由此可知，分子有由此可知，分子有 i 个自在度，其平均个自在度，其平均动能就有能就有i 份份 kT/2 的能量。的能量。分子平均分子平均总动能：能：能量按自在度均分原理：在温度为能量按自在度均分原理：在温度为T T的平衡态下，气的平衡态下，气体分子每个自在度的平均动能都相等，都于体分子每个自在度的平均动能都相等，都于 。气

5、体分子的能量气体分子的能量对于理想气体而言，分子于理想气体而言，分子间的作用力忽略不的作用力忽略不计，分，分子与分子子与分子间的的势能能为零。零。由于只思索常温形状，分子内的原子由于只思索常温形状，分子内的原子间的的间隔可以隔可以为不不变，那么分子内原子与原子，那么分子内原子与原子间的的势能也可不能也可不计。一个气体分子的能量一个气体分子的能量为：理想气体：理想气体：气体内能：一切气体分子的气体内能：一切气体分子的动能和能和势能的能的总和。和。理想气体内能：一切分子的理想气体内能：一切分子的动能能总和。和。1.一个分子的能量为:二、理想气体的内能二、理想气体的内能1.一个分子的能量为:2. 1

6、 mol气体分子的能量为:3.M 千克气体的内能为：对于一定量的理于一定量的理想气体，它的内想气体，它的内能只是温度的函能只是温度的函数而且与数而且与热力学力学温度成正比。温度成正比。单原子分子气体原子分子气体刚性双原子分子气体性双原子分子气体刚性多原子分子气体性多原子分子气体当温度当温度变化化 T时当温度当温度变化化dT时思索：思索：单位体位体积与与单位位质量的内能又量的内能又各各为多少？多少？麦克斯麦克斯韦速率分布函数速率分布函数1860年麦克斯韦推导出理想气体的速率分布律。在平衡在平衡态下，当气体分子下，当气体分子间的相互作用可以忽略的相互作用可以忽略时，分布在任一速率区分布在任一速率区

7、间 vv+dv vv+dv 的分子数占的分子数占总分子数的分子数的比率比率为：麦克斯麦克斯韦速率分布定律速率分布定律1.1.麦克斯麦克斯韦速率分布定律的内容速率分布定律的内容1.平均速率 利用麦克斯利用麦克斯韦速率分布率可速率分布率可计算方均根算方均根速率、平均速率等物理量。速率、平均速率等物理量。2.2.麦克斯麦克斯韦速率分布定律的运用速率分布定律的运用vv p速率速率为v p 的分子数最多？的分子数最多？ v p 附近附近单位速率区位速率区间的分子数最多！的分子数最多！可用求极可用求极值的方法求得。的方法求得。令令解出解出 v : 一个分子的一个分子的质量量k=1.3810-23SIM:

8、一摩一摩尔分子的分子的质量量得得2最概然速率v pN0=6.0221023R=8.31SI3.3.方均根速率方均根速率3.3.方均根速率方均根速率分子的平均自在程分子的平均自在程s-1m 假假设1每个分子都是直径每个分子都是直径为d 的的弹性球性球2只需一个分子运只需一个分子运动 ，其他分子都，其他分子都“定格定格 dd圆柱的截面柱的截面积 = d2 称碰撞截面。称碰撞截面。质心在心在圆柱体内的分子，柱体内的分子，1 秒秒内都能与内都能与绿色的分子碰撞。色的分子碰撞。系系统分子数密度分子数密度n，那，那么么圆柱体内分子柱体内分子总数数为每个分子都在运每个分子都在运动，平均碰撞修正平均碰撞修正为

9、s-1m 分子的有效直径体体积变化从化从 V1V2，在整个，在整个过程中气体作功程中气体作功为：元功元功压力力由功的定由功的定义：只思索无摩擦准静只思索无摩擦准静态过程的功。程的功。气体作功的气体作功的气体作功的气体作功的气体作功的气体作功的计计计算算算算算算由由积分意分意义可知，功的大小等可知，功的大小等于于PV PV 图上上过程曲程曲P=P(V)P=P(V)下下的面的面积：摩摩尔热容可定成：容可定成：符号符号表示表示“元，元， 因因热量与量与过程有关，故同一系程有关，故同一系统，在不同，在不同过程中程中的的热容量有不同的容量有不同的值。常用的定容。常用的定容热量与定量与定压热容量。容量。等

10、容等容过程：引入等容摩程：引入等容摩尔热容容CV，表示在等容，表示在等容过程中，程中，1 mol 气体升高气体升高单位温度所吸收的位温度所吸收的热量。量。等等压过程：引入等程：引入等压摩摩尔热容容CP，表示在等，表示在等压过程程中，中，1 mol 气体升高气体升高单位温度所吸收的位温度所吸收的热量。量。规定：定：热量量系系统吸吸热：系系统放放热：热量量1.理想气体内能:内能：系内能：系统中一切分子不中一切分子不规那么运那么运动的能量与分子与的能量与分子与分子之分子之间相互作用的相互作用的势能的能的总和。和。 内能的改内能的改动只决只决议于系于系统初末两个形状，与所初末两个形状，与所阅历的的过程

11、无关。内能是程无关。内能是“形状量。形状量。2.内能增量单原子分子气体原子分子气体双原子分子气体双原子分子气体多原子分子气体多原子分子气体 内能、内能增量内能、内能增量 设一一热力学系力学系统，初始，初始时内能内能为E1，假，假设系系统吸吸热，使系，使系统内能添内能添加到加到E2，系，系统对外作功外作功A。由能量守恒与由能量守恒与转换定律，有：定律，有：系系统即即热力学第一定律 热力学第一定律力学第一定律热力学第一定律在等力学第一定律在等值过程中的运用程中的运用循循环过程：程：热力学系力学系统阅历了一系列了一系列热力学力学过程后又程后又回到初始形状的回到初始形状的过程。程。PVabcd(3)循

12、循环曲曲线所包所包围的面的面积为系系统做的做的净功。功。(2)循循环曲曲线为闭合曲合曲线。1.准静循环过程的特点：(1)经过一个循一个循环，内能不，内能不变;循循环过程程正循正循环热机机 逆循逆循环制冷机制冷机热机效率机效率由能量守恒：由能量守恒：热机效率：机效率：高温高温热源源T1低温低温热源源T2致冷系数致冷系数致冷系数：致冷系数：高温高温热源源T1低温低温热源源T2卡卡诺循循环是由两条等温是由两条等温线和和两条两条绝热线组成的循成的循环。需求两个需求两个热源，高温源源，高温源T1和低温源和低温源T2。热机效率机效率为： 卡卡诺循循环致冷系数致冷系数为： 热力学第二定律力学第二定律 不能不

13、能够从从单一一热源汲取源汲取热量，使之完全量，使之完全变成成有用的功而不有用的功而不产生其他影响。生其他影响。1.1.开开尔文表述文表述2、克、克劳修斯表述修斯表述 热量不能自量不能自动地从低温地从低温热源源传到高温到高温热源而源而不引起其它的不引起其它的变化。化。可逆可逆过程与不可逆程与不可逆过程程热力学第二定律的力学第二定律的统计意意义S = k ln (k为玻玻尔兹曼常数曼常数 对于系于系统的某一宏的某一宏观态，有一个，有一个 值与之与之对应，因此也就有一个因此也就有一个S S值与之与之对应，克克劳修斯根据卡修斯根据卡诺定理定理导出了出了热量和量和熵的根本关系。的根本关系。 熵和和熵添加

14、原理添加原理当形状由形状当形状由形状11变化到形状化到形状22时系系统的的熵增量：增量： 1887 1887年玻年玻尔兹曼用下面的公式定曼用下面的公式定义的的熵S S来表示系来表示系统无序性的大小：无序性的大小：熵是系是系统形状的函数。形状的函数。波源波源介质介质+弹性作用弹性作用机机械械波波一一 机械波的构成机械波的构成产生条件：生条件：1波源；波源；2弹性介性介质. 波是运波是运动形状的形状的传播，介播，介质的的质点并不随波点并不随波传播播.留意留意机械波：机械振机械波：机械振动在在弹性介性介质中的中的传播播.三三 波长波长 波的周期和频率波的周期和频率 波速波速2 波长波长 ：沿波的传播

15、方向，两个相邻的、相：沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为位差为 的振动质点之间的间隔，即一个完好的振动质点之间的间隔，即一个完好波形的长度波形的长度.OyAA-2 周期周期 ：波前进一个波长的间隔所需求：波前进一个波长的间隔所需求的时间的时间.2 频率频率 ：周期的倒数，即单位时间内动摇：周期的倒数，即单位时间内动摇所传播的完好波的数目所传播的完好波的数目.2 波速波速 ：动摇过程中，某一振动形状即：动摇过程中，某一振动形状即振动相位单位时间内所传播的间隔相速振动相位单位时间内所传播的间隔相速.留意留意周期或周期或周期或周期或频频率只决率只决率只决率只决议议于波源的振于波源的振于波源的振于波

16、源的振动动! !波速只决波速只决波速只决波速只决议议于媒于媒于媒于媒质质的性的性的性的性质质！各质点相对平衡各质点相对平衡位置的位移位置的位移波线上各质点波线上各质点平衡位置平衡位置 简谐波：在均匀的、无吸收的介波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作中，波源作简谐运运动时，在介，在介质中所构成的波中所构成的波.一一 平面简谐波的波函数平面简谐波的波函数 平面平面简谐波：波面波：波面为平面的平面的简谐波波. 介质中任一质点坐标为介质中任一质点坐标为 x相对其平衡位置的相对其平衡位置的位移坐标为位移坐标为 y随时间的变化关系，即随时间的变化关系，即 称称为波函数为波函数. 沿沿 轴负向轴负向 点点

17、O 振动方程振动方程 波波函函数数 沿沿 轴正向轴正向 O 假设原点的假设原点的初相位不为零初相位不为零二二 波函数的物理意义波函数的物理意义 1 当当 x 固定固定时， 波函数表示波函数表示该点的点的简谐运运动方程，并方程，并给出出该点与点点与点 O 振振动的相位差的相位差.波具有时间的周期性波具有时间的周期性波具有空间的周期性波具有空间的周期性 2 当当 一定时，波函数表示该时辰波线上各点一定时，波函数表示该时辰波线上各点相对其平衡位置的位移，即此刻的波形相对其平衡位置的位移，即此刻的波形.波程差波程差O O 3 假设假设 均变化，波函数表示波形沿传播均变化，波函数表示波形沿传播方向的运动

18、情况行波方向的运动情况行波. 时辰时辰时辰时辰 体积元的总机械能体积元的总机械能2 体体积元在平衡位置元在平衡位置时，动能、能、势能和能和总机械能机械能均最大均最大.2 体体积元的位移最大元的位移最大时，三者均，三者均为零零. 1在动摇传播的媒质中，任一体积元的动能、在动摇传播的媒质中，任一体积元的动能、 势能、总机械能均随势能、总机械能均随 作周期性变化，且变化是作周期性变化，且变化是同相位的同相位的.动摇能量动摇能量 驻波波 1.驻波的产生 有两列相关波，它有两列相关波，它们不不仅频率一率一样、位相差恒、位相差恒定、振定、振动方向一方向一样，而且振幅也相等。当它，而且振幅也相等。当它们在同

19、在同不断不断线上沿相反方向上沿相反方向传播播时，在它，在它们迭加的区域内迭加的区域内就会构成一种特殊的波。就会构成一种特殊的波。这种波称种波称为驻波。波。 当一列波遇到妨碍当一列波遇到妨碍时产生的反射波与入射波叠生的反射波与入射波叠加可加可产生生驻波。波。驻波的特点：媒波的特点：媒质中各中各质点都作点都作稳定的振定的振动。波形。波形并没有并没有传播。播。2.驻波的表达式设有两列相关波，分有两列相关波，分别沿沿X X轴正、正、负方向方向传播，播，选初相位初相位均均为零的表达式零的表达式为：其合成波称其合成波称为驻波其表达式：波其表达式：反射波反射波入射波入射波简谐振动简谐振动简谐振动的振幅简谐振

20、动的振幅 它表示各点都在作它表示各点都在作简谐振振动，各点振，各点振动的的频率率一一样，是原来波的，是原来波的频率。但各点振幅随位置的不率。但各点振幅随位置的不同而不同。同而不同。驻波方程：波方程：利用三角函数关系利用三角函数关系求出驻波的表达式：求出驻波的表达式：+rnwn()uu=vrusn=vsu()wn+rnsn()u=vruvs察看者与波源同察看者与波源同时相相对于媒于媒质运运动 代入上式代入上式,得到察看者得到察看者波的波的频率之率之间的关系的关系为:察看者接察看者接纳到的到的频率与率与彼此彼此远离离时均取均取负值。 察看者和波源彼此接近时察看者和波源彼此接近时,均取正值均取正值v

21、r vs、接接纳到的到的频率率为:媒媒质中波的中波的频率率为: 由于察看者的运动由于察看者的运动, 由于波源的运动由于波源的运动,声波、超声波和次声波声波、超声波和次声波 声波是机械声波是机械纵波波频率高于率高于20000赫赫兹的叫做超声波。的叫做超声波。* 声的声的产生、生、传播和接播和接纳。为听听觉效力，如效力，如声音的音声音的音质、音响效果；声学在建筑学方面、音响效果；声学在建筑学方面的运用，噪声的防止等。的运用，噪声的防止等。 20到到20000赫赫兹之之间能引起听能引起听觉的的称称为可可闻声波，声波，简称声波。称声波。频率低于率低于20赫赫兹的叫做次声波；的叫做次声波；* 利用声的利

22、用声的传播特性研播特性研讨媒媒质的微的微观构造；构造；利用声波的作用来促利用声波的作用来促进化学反响，化学反响，为科技效力。科技效力。研研讨的的分分类：声的概念不再局限于听声的概念不再局限于听觉范范围，几乎是振，几乎是振动和机械和机械波的同波的同义词。声波声波20000Hz20Hz引起人的听引起人的听觉的声波，的声波，还有一定的声有一定的声强范范围。大。大约为1012瓦瓦/米米2 1瓦瓦/米米2。声声强太小听不太小听不见，太大会引起痛，太大会引起痛觉。定定义声声强级L为：单位位为贝耳耳(Bel) 1Bel=10dB 单位位为分分贝(dB)* 声声强级由于可由于可闻声声强的数量的数量级相差相差悬

23、殊，殊，通常用声通常用声强级来描画声来描画声强的的强弱。弱。声音的响度是人声音的响度是人对声音的客声音的客观觉得。得。规定声定声强 I0=10-12瓦瓦/米米2作作为测定声定声强的的规范范有的地方有的地方规定定户外声音外声音不得大于不得大于100分分贝。 如炮声声如炮声声强 1瓦瓦/米米2 ，声，声强级120分分贝。产产生相关光的条件生相关光的条件生相关光的条件生相关光的条件1.频率一样；2.振动方向一致； 3.有恒定的相位差；相关光的获得相关光的获得1.分波面法2.分振幅法 在同一波面上取两个点，使子波在同一波面上取两个点，使子波经过不同的途径后再相遇不同的途径后再相遇产生干涉的方法生干涉的

24、方法为分分波面法。如波面法。如杨氏双氏双缝干涉干涉实验。 一束光一束光线经过介介质薄膜的反射与折射，薄膜的反射与折射，构成的两束光构成的两束光线产生干涉的方法生干涉的方法为分振幅分振幅法。如薄膜、劈尖、牛法。如薄膜、劈尖、牛顿环等。等。相关光的获得相关光的获得1.分波面法2.分振幅法 在同一波面上取两个点，使子波在同一波面上取两个点，使子波经过不同的途径后再相遇不同的途径后再相遇产生干涉的方法生干涉的方法为分分波面法。如波面法。如杨氏双氏双缝干涉干涉实验。 一束光一束光线经过介介质薄膜的反射与折射，薄膜的反射与折射，构成的两束光构成的两束光线产生干涉的方法生干涉的方法为分振幅分振幅法。如薄膜、

25、劈尖、牛法。如薄膜、劈尖、牛顿环等。等。 原理：使同一个点光源发出的光分成两个或两个以上的相关光束使它们各经过不同的途径后再相遇以产生干涉。一、一、 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验SdDxOP S 线光源，光源，G 是一个遮光屏，其上有两条与是一个遮光屏，其上有两条与 S 平行的狭平行的狭缝S1、S2，且与，且与S 等等间隔，因此隔，因此S1、S2 是相关光源，且相位一是相关光源，且相位一样； S1、S2 之之间的的间隔是隔是d ，到屏的，到屏的间隔是隔是D。干干涉涉条条纹I光强分布在在P点发生相长干涉的条件为点发生相长干涉的条件为在在P点点发生相消干涉的条件生相消干涉的条件为相相邻两明两明

26、纹或暗或暗纹间的的间隔隔为：暗暗纹中心的位置：中心的位置：明明纹中心的位置：中心的位置：半波半波损失失(1 ) 当光从折射率大的光密介当光从折射率大的光密介质，入射于折射率小的光疏介入射于折射率小的光疏介质时，反射光没有半波，反射光没有半波损失。失。(2) 当光从折射率小的光疏介当光从折射率小的光疏介质，正入射或掠入射于折射率大的光正入射或掠入射于折射率大的光密介密介质时，那么反射光有半波，那么反射光有半波损失。失。有半波有半波损失失没有半波没有半波损失失光程定光程定义：光在某一媒：光在某一媒质中行中行进的几何路程的几何路程r与与该媒媒质的折射率的折射率n的乘的乘积nr叫做光程。叫做光程。光程

27、差光程差SM劈尖角劈尖角明纹明纹暗纹暗纹1、等厚干涉、等厚干涉劈尖干涉劈尖干涉明纹明纹暗纹暗纹讨论讨论 1劈尖劈尖为暗纹为暗纹.3条条纹间距明距明纹或暗或暗纹2相相邻明明纹暗暗纹间的厚度差的厚度差劈尖干涉劈尖干涉PL2、等倾干涉DC34E5A1B2 反射光的光程差反射光的光程差加加 强强减减 弱弱PLDC34E5A1B2增透膜：增透膜：MgF2，n=1.38n1=1 n2=1.38 玻璃玻璃n3=1.5 e 当当k=0时，时，增反膜：增反膜：ZnS，n=2.35n1=1 n2=2.35 玻璃玻璃n3=1.5 e 当当k=1时，时，干涉干涉条纹条纹挪动挪动数目数目迈克尔孙干涉仪迈克尔孙干涉仪 两

28、相关光束在空间完全分开，并可用挪动反射镜或在光路中参与介质片的方法改动两光束的光程差.挪挪动动间间隔隔挪挪动反射反射镜 光的衍射光的衍射一、光的衍射景象和惠更斯一、光的衍射景象和惠更斯菲涅耳原理菲涅耳原理1、光的衍射景象、光的衍射景象光可以光可以绕过妨碍物妨碍物边缘传播播光的衍射景象。光的衍射景象。s A B H s A B H 妨碍物：妨碍物：单缝、细丝、圆孔、孔、圆盘、直、直边。 二、二、单缝夫琅禾夫琅禾费衍射衍射RP O a 1、安装与光路、安装与光路图s 相相邻的两个波的两个波带上任何上任何对应点点的光程差是的光程差是 /2，相位差是，相位差是，相相邻波波带光光线在在P点完全抵消。点完

29、全抵消。暗暗纹中心中心明明纹中心中心中央明中央明纹中心中心2、菲涅耳半波、菲涅耳半波带法法a A B C /2 m 半波半波带，m菲涅菲涅尔数。数。xP O a f暗暗纹中心位置中心位置明明纹中心位置中心位置中央明中央明纹中心位置中心位置圆孔衍射孔衍射爱里斑84% 能量能量爱里斑的角半径里斑的角半径对光学光学仪器夫琅禾器夫琅禾费圆孔衍射孔衍射为主，而且主，而且只需思索只需思索爱里斑。里斑。 圆孔衍射和孔衍射和圆屏衍射屏衍射 点光源点光源经过光学光学仪器的小器的小圆孔后，由于衍射孔后，由于衍射的影响，所成的像不是一个点，而是一个明暗相的影响，所成的像不是一个点，而是一个明暗相间的衍射的衍射图样，

30、中央，中央为爱里斑。里斑。二、光学二、光学二、光学二、光学仪仪器的分辨率器的分辨率器的分辨率器的分辨率s1s2D*爱里斑爱里斑瑞利判据：当一个点光源的衍射瑞利判据：当一个点光源的衍射图样的中央最亮的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射好与另一个点光源的衍射图样的第一的第一级暗暗纹相重相重合合时，这两个点光源恰好能被分辨。两个点光源恰好能被分辨。能能分分辨辨不不能能分分辨辨恰恰能能分分辨辨最小分辨角最小分辨角为：在恰能分辨在恰能分辨时，两个点光源在透，两个点光源在透镜前所前所张的角度的角度 ，称，称为最小分辨角。最小分辨角。该角角实践践为爱里斑的半角里斑的半角宽度。度。 *s2s1D最小分辨角的倒

31、数称最小分辨角的倒数称为光学光学仪器的分辨率器的分辨率: :光学仪器的光学仪器的透光孔径透光孔径X射射线的衍射的衍射1、X射射线的的产生生2、X射射线的晶体衍射的晶体衍射高速高速电子撞子撞击金属金属时产生。生。在在电磁磁场中不中不发生偏生偏转；穿透力穿透力强；波波长为0.0110nm的的电磁波。磁波。AK高压高压X射线射线 劳厄斑厄斑劳厄厄实验d B C A 布拉格公式。布拉格公式。亮斑。亮斑。测X射射线的波的波长；测晶面晶面间距。距。运用：运用：光的偏振光的偏振一、光的偏振一、光的偏振态 光矢量光矢量 的振的振动方向和方向和传播方向播方向垂直垂直光的偏振。光的偏振。1、自然光、自然光 光矢量

32、沿各方向振光矢量沿各方向振动且各方向振且各方向振动几率一几率一样。 x y I0 S E H 平面简谐电磁波平面简谐电磁波2、线偏振光偏振光 光矢量振光矢量振动方向方向坚持不持不变。 平行振平行振动 垂直振垂直振动 3、部分偏振光、部分偏振光 平行占平行占优势 垂直占垂直占优势 4、椭圆(圆)偏振光偏振光 光矢量振光矢量振动方向方向变化，矢量末端在垂直于化，矢量末端在垂直于传播方播方向的平面内旋向的平面内旋转的的轨迹是迹是椭圆(圆)。左旋、右旋。左旋、右旋。 偏振化方向偏振化方向 将自然光将自然光转化化为线偏振光偏振光起偏，起偏器；起偏，起偏器；判判别某束光能否某束光能否线偏振光偏振光检偏，偏

33、，检偏器。偏器。二、偏振片起偏和二、偏振片起偏和检偏、偏、马吕斯定律斯定律 二向色性：二向色性：对相互垂直的光矢量具有相互垂直的光矢量具有选择吸收性。吸收性。 硫酸碘奎宁、硫酸碘奎宁、电气石、聚乙气石、聚乙烯醇等。醇等。偏振片：利用晶体的二向色性制成，只允偏振片：利用晶体的二向色性制成，只允许某一特定某一特定 方向振方向振动的偏振光的偏振光经过。偏振化方向。偏振化方向。 自然光自然光 I0线偏光线偏光 I0/2 消光消光马吕斯定律的内容斯定律的内容强度度为I0的偏振光，的偏振光，经过检偏器后，透射光的偏器后，透射光的强度度为： I=I0 cos2其中其中为检偏器的偏振化方偏器的偏振化方向与入射

34、偏振光的偏振化向与入射偏振光的偏振化方向之方向之间的的夹角。角。AII0自然光自然光I0I0/2光光电接接纳器器三、反射和折射光阴的偏振、布儒斯特定律三、反射和折射光阴的偏振、布儒斯特定律 恣意入射角：恣意入射角：反、折射光是部分偏光，反、折射光是部分偏光，反射光垂直振反射光垂直振动占占优势，折射光平行振折射光平行振动占占优势。布儒斯特角：布儒斯特角：反射光是垂直反射光是垂直线偏光，偏光，折射光折射光为部分偏光。部分偏光。反射光与折射光垂直。反射光与折射光垂直。n1n2自然光自然光 i n1n2iB 自然光自然光 布儒斯特定律，布儒斯特定律，iB为布儒斯特角。布儒斯特角。反射起偏法反射起偏法

35、折射定律：折射定律：自然光自然光 n1n2n1n2线偏光线偏光 部分偏光部分偏光 接近线偏光接近线偏光 iB 折射起偏法折射起偏法 玻璃片堆玻璃片堆 布儒斯特窗布儒斯特窗 折射率折射率 o光：光： 一直在入射面内。一直在入射面内。 e光：光： 普通不在入射面内。普通不在入射面内。 定定值 。i=0，沿原方向前，沿原方向前进。 非定非定值。i=0，不沿原方向前，不沿原方向前进。 1、双折射的、双折射的寻常光与非常光常光与非常光 传播速度播速度 o光：沿各方向一光：沿各方向一样，子波波面，子波波面为球面。球面。e光：沿各方向不同，子波波面光：沿各方向不同，子波波面为椭球面。球面。 光轴光轴 光轴光

36、轴 垂直入射，光垂直入射，光轴垂直外表垂直外表 波面波面 波面重合，波面重合，波波线重合，重合，无双折射。无双折射。o、e o、e 波面波面 垂直入射，光垂直入射，光轴平行外表平行外表 波面不重合，波面不重合，波波线重合，重合，有光程差有光程差, ,有双折射有双折射光轴光轴 光轴光轴 垂直入射，光垂直入射，光轴斜交外表斜交外表 波面不重合，波面不重合，波波线不重合，不重合，有双折射。有双折射。 斜入射，光斜入射，光轴斜交外表斜交外表 波面不重合，波面不重合，波波线不重合，不重合，双折射景象明双折射景象明显。A B 波面波面 G B A C 波面波面 E F e e o o e e o o C P2 P1 五、偏振光的干涉五、偏振光的干涉 自然光自然光 偏振光干涉偏振光干涉 P1 P2 A1 Ao Ae C A2o A2e 相相长 相消相消 互互补原理原理 P1 P2 A1 Ao Ae C A2o A2e 六、人六、人为双折射双折射 1、光、光弹性效性效应 某些各向同性透明某些各向同性透明资料在外界作用下有料在外界作用下有暂光阴学各向光阴学各向异性，从而具有双折射性异性，从而具有双折射性质。P2 P1 自然光自然光 偏振光干涉偏振光干涉 o1 o2 P2 P1 2、电光效光效应 自然光自然光 偏振光干涉偏振光干涉 +