光在晶体中传播74页PPT
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第六章光在晶体中的传播第六章光在晶体中的传播光的⼲涉和衍射现象说明光具有波动性,但这不能说明光波的横波性。
1809年Malus 在实验上发现光的偏振现象,后来Maxwell 的电磁理论给出了⾃由空间传播的电磁波是⼀种纯碎的横波。
当光在各向异性的介质中如晶体中传播时,能观察到光的偏振现象。
⼈们能够利⽤光的偏振特性制成各种光学元件,如偏振⽚、波晶⽚、⼲涉仪器、电光调制器、光隔离器等,这些器件在⽣产实践和科学研究中得到了⼴泛应⽤,利⽤光的偏振特性还能够进⾏各种测量。
主要内容:1光波的偏振态;2光在电介质表⾯的反射和折射菲涅⽿公式;3光在各向异性介质中的传播;4晶体光学元件偏振光的获得和检偏;5偏振光的⼲涉及其应⽤;6旋光§ 1 光的偏振态光的偏振现象可以⽤⼀个简单实验来说明。
如图所⽰,让光依次通过两个偏振⽚(polaroid )P 1和P 2,当不动,以光线为轴旋转P 2逆着光的传播⽅向看去,会发现透过P 2的光强会随着P 2的旋转⽽变化。
当P 2处于某⼀位置时透射的光强最⼤,由此为转过900后,透射的光强减⼩到0,现偏振光完全被挡住。
这种现象称为消光现象(extinction )。
当继续旋转时,⼜会重复以上现象。
上述实验同时也反映了光波本⾝的性质,即它的振动⽅向与传播⽅向垂直,光波是横波。
历史上,早在电磁波理论建⽴之前的1809年,马吕斯(E.L.Malus)就在实验上发现了光的偏振现象,电磁波理论建⽴之后,⼈们才认识到⾃由空间传播的光波是纯粹的横波,其电⽮量和磁⽮量都垂直于光的传播⽅向。
在与光波的传播的⽅向垂直的平⾯内电⽮量有多种振动状态,我们称之为偏振态(Polarization ),实际中光的偏振态⼤体可分五种,⾃然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光,1.2 偏振⽚(polaroid)检偏器有些晶体对不同⽅向的电磁振动具有选择吸收的性质。
当光线射在这种晶体的表⾯上时,振动的电⽮量(光⽮量)与光轴平⾏时被吸收的较少,光可以较多的通过,如图(a) 所⽰;电⽮量与光轴垂直时被吸收的较多,光通过的很少,如图(b)所⽰,这种性质叫⼆向⾊性(dichroism)。