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第十四章 光的偏振和晶体光学1. 一束自然光以30度角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率 1.54n =，试计算（1）反射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。
解：光由玻璃到空气，354.50sin 1sin ,30,1,54.11212121=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-====θθθn n n n o①()()()()06305.0tan 1tan ,3528.0sin 1sin 212212-=+-==+--=θθθθθθθθp s r r002222min max min max 8.93=+-=+-=ps ps r r r r I I I I P ②oB n n 3354.11tan tan1121=⎪⎭⎫ ⎝⎛==--θ ③()()4067.0sin 1sin ,0,5790212021=+--===-==θθθθθθθθs p B B r r 时，0298364.018364.011,8364.01=+-===-=P T r T p s s注：若221122,,cos cos p p s s t T t T n n ηηθθη===)(cos ,21222220min 0max θθ-=+-===ps s ps p s p T T t t t t P I T I I T I 或故 2. 自然光以布儒斯特角入射到由10片玻璃片叠成的玻片堆上，试计算透射光的偏振度。
解：每片玻璃两次反射，故10片玻璃透射率()2022010.83640.028s s T r =-==而1p T =，令m m I I in axτ=，则m m m m I I 110.026890.94761I I 10.02689ax in ax in p ττ---====+++3. 选用折射率为2.38的硫化锌和折射率为1.38的氟化镁作镀膜材料，制作用于氟氖激光（632.8nm λ=）的偏振分光镜。
光学光的偏振与偏振光的特性在物理学中，光的偏振是指光波中电场矢量方向的振动方式。
光可以是偏振的，也可以是非偏振的。
而偏振光则是一种特殊的光，它的电场矢量在特定方向上振动。
本文将介绍光学光的偏振以及偏振光的特性。
一、光的偏振现象光的偏振源于光波的电场矢量在传播方向上的振动方式。
普通的自然光是一个无规则的、非偏振的光波。
当光传播的过程中经历特定的介质如晶体或者偏振器材料时，光的电场矢量的方向将被限制在特定的方向上，使得光变为偏振光。
二、线偏振光与圆偏振光偏振光可以分为线偏振光和圆偏振光两种类型。
1. 线偏振光线偏振光是一种电场矢量在一个平面内振动的偏振光。
这种振动方式有两个方向：水平方向与垂直方向。
线偏振光可以通过偏振片或者通过特定的介质来实现。
当光经过一个偏振片时，只有与偏振片相同方向的电场矢量分量得以透过，垂直于偏振片的电场矢量分量则被完全吸收或者反射。
2. 圆偏振光圆偏振光是一种电场矢量绕着传播方向以圆形轨迹运动的光波。
圆偏振光可以通过经过特定的偏振器材料或者使用偏振片与波片组合而成。
圆偏振光可以分为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光两种类型，取决于电场矢量的旋转方向。
三、偏振光的特性偏振光具有一些独特的特性，这些特性使得偏振光在许多领域中有着重要的应用。
1. 偏振态偏振态是描述光的偏振状态的方式。
偏振态可以用一个矢量来表示，这个矢量被称为偏振矢量或者偏振态矢量。
偏振矢量可以通过确定光波在三个相互垂直的方向上的电场矢量的振幅和相位来完全描述。
2. 光的吸收与透射当平面偏振光通过一个介质时，只有与偏振光方向相同的电场矢量分量能够透过介质，垂直于光的方向的电场矢量分量则会被吸收或者反射。
这可用于制作偏振片和滤光镜等光学材料。
3. 光的干涉和衍射偏振光具有与非偏振光不同的干涉和衍射行为。
干涉是指两个或多个光波相遇时的相互作用，而衍射则是指光通过一个有限尺寸的孔或者遇到一个障碍物时的传播行为。
偏振光的干涉和衍射特性可以为光学仪器和光学应用提供各种方案。
物理光学中晶体对偏振光的作用研究物理光学是光学的一个重要分支，研究的是光的发生、传播和相互作用的物理规律。
在物理光学中，晶体对偏振光的作用一直是一个热门的研究方向。
晶体是一种有规则的结构，其内部原子排布具有均匀性和周期性，具有优异的物理性质。
而偏振光，是指一束光中的光波振动方向在同一平面内、方向相同的光。
由于偏振光具有方向性，因此它在晶体中传播时会发生种种有趣的现象。
接下来，我们就来具体了解一下晶体在偏振光中的作用。
偏光现象当光传播时，会在该平面内以相互垂直的两个方向（即光的电场安装和磁场安装）进行振动。
而偏振光，则是指在一定范围内沿一个方向振动的光。
例如，如果光波只在一个平面内振动，那么我们就可以说这束光为偏振光。
由于光在传播过程中，容易受到外部介质和物质的影响，因此会发生偏光现象。
晶体的光学性质晶体是由长程有序的晶格结构组成的，它的均匀性和周期性使得它具有特殊的光学性质。
晶体中的光学性质与晶体内的原子结构有直接关系。
晶体的原子结构可以通过标准晶体结构进行描述，这种结构通常由底边相同的平行六面体不断堆叠而成，每个平行六面体称为一个晶胞。
因此，晶体的光学性质是由晶体的度数、晶系和晶胞构成的。
晶体的双折射性晶体的双折射性是指晶体中的光线在传播时发生折射现象，出现两个不同的折射光线。
折射光线的折射角度取决于入射光线在晶体内的方向和光线振动方向。
通常情况下，这两个折射光线的光程差和相位差会导致折射光线发生相位差。
双折射性是晶体对偏振光的作用过程中的一个重要现象。
晶体的旋光性晶体的旋光性是指光线在通过旋光晶体时，光振动面方向沿晶体传递的方向旋转的现象。
旋光现象产生的原因是由于晶体中的各种晶向对光的影响不同。
通常情况下，旋光晶体会旋转线偏振光振动方向的光波。
在偏振光穿过旋光晶体的过程中，线偏振光的两个正交电场分量将会有不同的相移，从而导致线偏振光的振动平面沿晶体方向发生旋转现象。
晶体的双折锥形在晶体表面或晶胞内，存在一个独立的平面，这个平面被称为双折锥面。
高中物理光学知识点总结高中物理光学知识点总结光学是高中物理中的一个重要分支，主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象，并通过这些现象解释各种光学现象。
本文将对高中物理光学中的重点知识点进行总结，以供学生备考。
光的特性光是一种电磁波，具有波动性和粒子性。
光的波动性体现在它的干涉、衍射等现象中，粒子性体现在它在某些情况下表现为光子的形式。
光的速度：光在真空中的速度是恒定的，约为3×108m/s。
光的色散：光在介质中传播时，由于不同波长的光在介质中的折射率不同，会发生色散现象。
著名的光谱元素定律就是基于这个现象得出的。
光的偏振：光是一种纵波，具有偏振性。
普通光不是偏振光，只有经过偏振器后才能变成偏振光。
光的相干性：如果两个光源发出的光是相干的，它们的波峰和波谷可以重合，形成干涉现象。
光的反射光线在与界面垂直的方向上反射时，反射角等于入射角。
根据光线的传播方向可以分为水平入射和斜入射两种情况。
判断反射光的方向可以使用“入离法”，即入射光线向界面法线方向距离离界面较近的一侧，反射光线向法线方向距离离界面较远的一侧。
光的折射光线从一种介质进入另一种介质中时，会发生折射。
根据两种介质的折射率可以得到入射角和折射角的关系：$n1\sin{\theta1}=n2\sin{\theta2}$，其中$n1$和$n2$分别代表两种介质的折射率，$\theta1$和$\theta2$分别代表入射角和折射角。
在垂直入射的情况下，入射角为0，折射角也为0。
在到达一定角度时，光线会发生全反射，这个角度称为临界角，也可以用折射率的比值计算：$\sin{\theta c}=\frac{n2}{n1}$。
光的干涉干涉是两个或多个光波相遇而产生的波的叠加效应。
干涉可以分为同相干干涉和异相干干涉两种。
在同相干干涉中，两束光的相位差为整数个波长，两波相加会增强干涉条纹。
在异相干干涉中，两束光的相位差为半波长，两波相加会减弱干涉条纹。
