晶体光学基础.ppt

第十三章光的偏振和晶体光学基础立体电影在观看立体电影时,观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。这样，从银幕上看到的景象才有立体感。如果不戴这副眼镜看，银幕上的图像就模糊不清了。人的两只眼睛同时观察物体，能判断物体的远近，产生立体感。这是由于人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧面较多，右眼看到物体的右侧面较多，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。立体电影如果用眼睛直接观看，看到的画面模糊不清，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。2）化工、制药：利用振动面的旋转（旋光效应），
测量溶液浓度；偏光显微镜(polarizingmicroscope)第一节偏振光概述光的偏振态（一）完全偏振光－Ex，Ey相位关系完全确定O（二）非偏振光——自然光部分偏振光的分解
偏振度：（布儒斯特角）note：2、折射产生线偏振光3、选择性吸收产生线偏振光（二向色性偏振片）一些各向同性的介质在受到外界作用时也会产生各向异性，并具有二向色性。利用该特性获取偏振光的器件叫做人造偏振片。利用双折射晶体的散射起偏，结构如图所示：两片具有特定折射率的光学玻璃(ZK2)夹着一层双折射性很强的硝酸钠(NaNO3)晶体。制作过程大致是：把两片光学玻璃的相对面打毛，竖立在云母片上，将硝酸钠溶液倒入两毛面形成的缝隙中，压紧二毛玻璃，挤出气泡，使得很窄的缝隙为硝酸钠填满，并使溶液从云母片一边缓慢冷却，形成单晶，其光轴恰好垂直云母片，进行退火处理后，即可截成所需要的尺寸。由于硝酸钠晶体对于垂直其光轴入射的黄绿光主折射率为no=1.5854,ne=1.3369，而光学玻璃(ZK2)对这一段光的折射率为n=1.5831，与no非常接近，而与ne相差很大，所以,当光通过玻璃与晶体间的粗糙界面时，o光将无阻地通过，而e光则因受到界面强烈散射以致无法通过。格兰－汤姆逊棱镜:三、马吕斯定律和消光比偏振片在液晶显示上应用在拍摄玻璃窗内的物体时，去掉反射光的干扰检偏
检偏器旋转一周，光强两亮两暗（消光）部分线偏振光、椭圆偏振光和部分椭圆偏振光马吕斯定律偏振度的另一种表示：检偏器相对被测偏振器转动时的最小透射光强与最大透射光强之比，称为被测偏振器的消光比，消光比越小，偏振器件的质量就越高。（人造偏振片的消光比约为0.001）[解]：由马吕斯定律例强度为Io自然光连续通过三个叠在一起的偏振片A、B、C，AC，求最大透射光强。例一束光是自然光和线偏振光的混合。当它通过一偏振片后，测得最大透射光强是最小透射光强的5倍，求入射光中自然光和线偏振光的光强之比。例：通过一理想偏振片观察部分偏振光，当偏振片从最大光强方位转过45o度时，光强变为原来的2/3，求
（1）此部分偏振光中所含线偏振光与自然光强度之比；
（2）入射光的偏振度；
（3）旋转偏振片时最小透射光强与最大透射光强之比；（2）例由两个偏振片(其偏振化方向分别为p1和p2)叠在一起,p1与p2的夹角为。一束线偏振光垂直入射在偏振片上。已知入射光的光矢量振动方向E与p2的夹角为A(锐角),A角保持不变,如图。现转动p1，但保持p1与E、p2的夹角都不超过A(即p1夹在E和p2之间)。求等于何值时出射光强为极值。因A为锐角,且A,显然A-2A第二节光在晶体中的传播双折射现象一、晶体的介电张量和物质方程因此有：二、光轴主截面主平面（2）主截面某光线的传播方向和光轴方向所组成的平面叫做该光线的主平面。光波的相关概念（一）晶体中的波法线和光线根据(二)光在晶体中传播的菲涅耳方程对应于一个确定的结论：在晶体中给定一个波法线方向,存在两束相互垂直的线偏振光,它们具有不同的相速度(或折射率),并且两波具有不同的光线速度和方向。(三)单轴晶体中光的传播因此z轴方向称为光轴。o光、e光为振动方向互相垂直的线偏振光o光的光矢量轴，即垂直于与光轴（z轴）所确定的平面，称此平面为o光主平面单轴正、负晶体的划分：光轴第三节光在晶体表面的折、反射（2）折、反射定律可写成：二、光在单轴晶体中传播方向的确定(二)作图法空气空气例题3：石英(正晶体)空气第四节晶体偏振器件和偏振光的检验光束1当光斜入射时，若入射角过大，则对于光束1中的o光，在胶合面上的入射角可能小于临界角，致使不能发生全反射，而部分地透过棱镜；对于光束2中的e光，随入射角增大