高中物理奥林匹克竞赛——第四章-光的偏振.pptVIP

第四章光的偏振;§4.1自然光和偏振光;线偏振光：光的振动方向始终在一个平面内。;部分偏振光：介于线偏振光和自然光之间。;;圆偏振光和椭圆偏振光可以看成是两个同频、振动方向相互垂直，并且有稳定的相位关系的线偏振光合成的结果。反之，任何一个圆偏振光和椭圆偏振光可以分解成两个同频、振动方向相互垂直，并且有稳定的相位关系的线偏振光。;§4.2起偏振器与检偏振器马吕斯定律;偏振片(Polaroid)：获得线偏振光的平面片状器件;七对小电极的某一对充电后，其间的液晶失去螺状相，阻光。;;马吕斯定律;利用偏振片，可以区分线偏振光、自然光和部分偏振光。

起偏振器其实就是检偏振器;?

;部分偏振光和椭圆偏振光的光路中插入检偏器，检偏器旋转一周;根据上面的实验，检偏振器可以区分出线偏振光，但是无法区分自然光和圆偏振光，也无法区分部分偏振光与椭圆偏振光。关于自然光和圆偏振光、部分偏振光和椭圆偏振光的区分，以后讲解。;§4.3反射和折射时的偏振;反射和折射时的偏振现象以及布儒斯特定律，在理论上可以从

电磁波在介质分界面上应满足的边界条件导出。;反射光的偏振态和入射光的偏振态、入射角和介质的折射率有关;(1)i=iB时,反射光为线偏振光,而折射光仍然是部分偏振光,但偏振化程度最高;在拍摄玻璃窗内的物体时，去掉反射光的干扰;§4.4散射光的偏振;瑞利散射;辐射光强;瑞利散射和米氏散射的比较;散射引起的偏振;自然光散射偏振;太阳光本身并不是偏振光，但当它穿过大气层，受到大气分子或尘埃等颗粒的散射后，便变成了部分偏振光。根据天空偏振光的图形，就可以确定太阳的位置。蜜蜂的偏光导航仪是在头部的复眼中。它的复眼是由6300只小眼组成的，每只小眼里有8个作辐射状排列的感光细胞，蜜蜂就是靠这些小眼来感受天空偏振光的。;§4.5双折射现象;;光轴：光线在晶体中沿某一方向传播时不发生双折射现象，这一方向称为晶体的光轴.;主截面：光轴和晶体表面光入射点的法线组成的平面。;寻常光（o光）;§4.6惠更斯作图法;几种单轴晶体的主折射率和双折射率;光在晶体内传播的波面;正晶体;用惠更斯作图法确定光在晶??中的传播;;;;空气;§4.7偏振棱镜;o光发生全反射，被底面的吸收层吸收；

e光不发生全反射，最后射出棱镜。;格兰-汤普森棱镜;§4.8波片和补偿器;;（1）全波片;（3）四分之一波片;当椭圆偏振或圆偏振光入射到?/4片后，出射光可以转变为线偏振光;补偿器;偏振光的检验;四分之一波片;§4.9偏振光的干涉;;透过第二个偏振片的两束线偏振光是相干的，透射光的强度取决于;(2)两个偏振片的偏振化方向互相平行，即;§4.10人为双折射;在构件上施加一定拉力和压力，介质内部形成一定的应力分布，

介质变成各向异性，产生双折射。;有些透明的各向同性介质，

在加工过程中有残存的应力，也会产生双折射。;电场引起的双折射;;当电压在此值与零值间变换时，克尔盒(Kerrcell)可使光路通、断，故可用作电光开关。若克尔盒的电极与调制信号电压相接，则通过P2的光强将随信号电压的变化而改变，这时的克尔盒就是一个光调制器。由于克尔效应几乎没有延迟时间，随外电场变化的响应时间极短,可达10-9s，因此可制成高速光闸和光调制器等，用于高速摄影、电影电视以及激光通讯等领域。;（2）泡克耳斯效应(Pockelseffect);经过长度为l的电场区，泡克耳斯效应产生的附加相位差为;Tidiffusedlithiumniobateelectro-optic(Pockelseffect)modulatorsforuse

inhigh-speedopticalfibercommunicationsupto16GHz.Operatesat1550nm.

Maximummodulationvoltageis20V.;TheMPC4IMisacompactPockelscell,availableinavarietyofversionsfor

wavelengthsfrom248nmto1064nm.Ithasa4-mmapertureandacompact

housingthatmeasures12.7*7.2*4.2mm,allowingitsuseinQ-switchesfor

miniaturizedlasersystems.Itusesanimmersionliquidthatprovidestransmission

of98%at1064nm.The