1 实验6 偏光显微镜观察化合物的晶态及液晶态结构
一、实验目的
1．了解偏光显微镜的结构及使用方法。
2．观察化合物的结晶形态及液晶态结构。
二、实验原理
用偏光显微镜研究化合物的结晶形态是目前实验室中较为简便而实用的方法。
根据振动的特点不同，光有自然光和偏振光之分。自然光的光振动（电场强度E的振动）均匀地分布在垂直于光波传播方向的平面内如图1所示；自然光经过反射、折射、双折射或选择吸收等作用后，可以转变为只在一个固定方向上振动的光波。这种光称为平面偏光，或偏振光如图1（2）所示。偏振光振动方向与传播方向所构成的平面叫做振动面。如果沿着同一方向有两个具有相同波长并在同一振动平面内的光传播，则二者相互起作用而发生干涉。由起偏振物质产生的偏振光的振动方向，称为该物质的偏振轴，偏振轴并不是单独一条直线，而是表示一种方向。如图1（2）所示。自然光经过第一偏振片后，变成偏振光，如果第二个偏振片的偏振轴与第一片平行，则偏振光能继续透过第二个偏振片；如果将其中任意一片偏振片的偏振轴旋转90°，使它们的偏振轴相互垂直。这样的组合，便变成光的不透明体，这时两偏振片处于正交。
光波在各向异性介质（如结晶化合物）中传播时，其传播速度随振动方向不同而发生变化，其折射率值也因振动方向不同而改变，除特殊的图1 2 光轴方向外，都要发生双折射，分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振光。两条偏振光折射率之差叫做双折射率。光轴方向，即光波沿此方向射入晶体时不发生双折射。晶体可分两类：第一类是一轴晶，具有一个光轴，如四方晶系、三方晶系、六方晶系；第二类是二轴晶，具有两个光轴，如斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系。二轴晶的对称性比一轴晶低得多，故亦可称为低级晶系。聚合物由于化学结构比低分子链长，对称性低，大多数属于二轴晶系。一种聚合物的晶体结构通常属于一种以上的晶系，在一定条件可相互转换，聚乙烯晶体一般为正交晶系，如反复拉伸、辊压，发生严重变形，晶胞便变为单斜晶系。
125
第三章 光偏振技术基础
随着激光器的出现和激光技术的发展，古老的光学获得新的生命，其应用范围日益扩大，有的已发展成高科技产业，有的则形成新型检测技术，例如：光纤通信、光大气通信、光盘存储、光全息技术、光弹技术、光散射技术、激光加工技术、光调制技术以及光传感技术等。为了进一步发展和应用这些技术，经常需要处理光的偏振问题，因而已开始形成光学技术中新的分支：光偏振技术。
随着光纤技术、光调制技术、光检测技术以及光传感技术的发展和应用的日益广泛，例如：在晶体中如何处理多参量同时作用下的偏振光传输问题；晶体中线偏振光和圆偏振光、自然旋光和磁旋光的分离问题；如何处理单模光纤中圆偏振光和线偏振光的去耦合；如何处理光纤器件中偏振光传输、控制和检测；如何处理光散射的偏振；以及高速光通信中偏振模色散的检测和补偿等等一系列有关偏振的传输、分离、检测、控制和补偿问题，是光调制、光弹技术、光传感、光散射等技术中急需解决的基本问题。
§1 偏振器
在光电子技术应用中，经常需要偏振度很高的线偏振光。除了某些激光器本身即可产生线偏振光外，大部分都是通过对入射光进行分解和选择获得线偏振光的。我们将能够产生偏振光的装置，包括仪器、器件等，称为起偏器(Polarizer)。用来检测偏振光及其偏振方向的装置，叫检偏器(Analyzer)。当然，起偏器也可用来作检偏器，二者无实质性的差别，只是用途不同，完全可以互换。
根据偏振器的工作原理不同，可以分为双折射型、反射型、吸收型和散射型偏振器。其中反射型和散射型因其存在消光比差、抗损伤能力低等缺点，应用受到限制。在光电子技术中，由于液晶技术的成熟，目前除了大量采用双折射型偏振器外，吸收型偏振器也已经得到广泛应用。
由晶体双折射特性的讨论已知，一块晶体本身就是一个偏振器，从晶体中射出的两束光都是线偏振光。但是，由于从晶体中射出的两束光通常靠得很近，不便于分离应用。所以，实际的偏振器，或者利用两束偏振光折射的差别，使其中一束在偏振器内发生全反射或散射，而让另一束光通过；或者利用某些各向异性介质的二向色性，吸收掉一束线偏振光，而使另一束线偏振光通过。
《折射率》 讲义
在我们探索光的奇妙世界时，折射率是一个至关重要的概念。它就像是一把神奇的钥匙，能够帮助我们解锁光在不同介质中传播的秘密。
什么是折射率呢？简单来说，折射率是用来描述光在两种不同介质中传播速度变化的一个物理量。当光从一种介质进入另一种介质时，它的传播方向和速度都会发生改变，而折射率就是衡量这种变化程度的指标。
为了更直观地理解折射率，让我们先来想象一下这样的场景：光就像一个奔跑的运动员，介质就像是不同的跑道。当运动员从一个平坦的跑道（比如空气）跑到一个充满阻力的跑道（比如水）时，他的速度会减慢。而光在从空气进入水时，也会经历类似的速度变化，折射率就反映了这种速度的差异。
折射率的定义是光在真空中的速度与在该介质中的速度之比。通常用字母“n”来表示。例如，光在真空中的速度约为 3×10⁸ 米每秒，而在某种玻璃中的速度约为 2×10⁸ 米每秒，那么这种玻璃对于光的折射率就是 3×10⁸ ÷ 2×10⁸ ＝ 15。
不同的介质具有不同的折射率。一般来说，气体的折射率比较接近
1，比如空气的折射率约为 10003；液体的折射率相对较大，例如水的折射率约为 133；而固体的折射率则更大，各种玻璃的折射率通常在
15 左右，一些晶体的折射率甚至可以更高。 折射率对于我们的生活和科学研究有着广泛的应用。在光学仪器中，比如显微镜、望远镜等，折射率的知识是设计和制造高质量镜头的关键。通过选择具有合适折射率的材料，并精确地控制其形状和厚度，可以有效地矫正像差，提高成像质量。
在宝石鉴定中，折射率也是一个重要的参数。不同的宝石具有不同的折射率，通过测量宝石的折射率，可以帮助鉴定宝石的种类和真伪。
另外，在光纤通信中，折射率也起着至关重要的作用。光纤是一种利用光来传输信息的介质，其核心部分和包层的折射率不同，这种差异使得光能够在光纤中不断地全反射，从而实现长距离、高速率的信息传输。
那么，折射率是如何测量的呢？常见的测量方法有折射法和最小偏向角法。折射法是通过测量光线在两种介质界面上的折射角度，结合已知的入射角度，利用折射定律来计算折射率。最小偏向角法则是通过测量光线在棱镜中折射时的最小偏向角，来计算折射率。
1
.
内容 要求 要点解读
物质的电结构、电荷守恒 Ⅰ 不直接命题，可能会渗透到其他模型考查，相对简单。
静电现象的解释 Ⅰ 低频考点，知道并能合理解释静电现象。
点电荷 Ⅰ 必考点，但不单独命题，而是把带电体等效为点电荷命题，考查其他核心考点。
库仑定律 Ⅱ 很少单独命题，往往结合求解场强或带电体的平衡考查。
静电场 Ⅰ 不单独命题，而是创设静电场场景考查其他核心考点。
电场强度、点电荷的场强 Ⅱ 高频考点，直接考查或综合考查。以选择题形式考查场强的计算和叠加，也在力电综合题中结合动力学知识考查，难度较大。
电场线 Ⅰ 不单独命题，多考查电场线的方向，知道几种典型电场的电场线分布特点。
电势能、电势 Ⅰ 常考点，选择题和计算题均有考查。结合电场力做功判断电势能的变化，比较电势的高低，涉及电场力做功和电势能的关系，电势能变化与电势变化的关系，结合动能定理等。
电势差 Ⅱ 可直接考查，选择题和计算题均可命题，涉及电场力做功和电势差的关系，电势与电势差的关系。
常见电容器 Ⅰ 低频考点，了解电容器的构造及充、放电过程，知道工作电压和击穿电压。
电容器的电压、电荷量和电容的关系 Ⅰ 常考点，弄清楚电容的定义式和决定式，知道影响电容的因素，结合场强表达式掌握平行板电容器的两类动态分析：电荷量Q不变型和电压U不变型。 7 库仑定律
示波管 Ⅰ 虽有要求，但高考未直接考查过。建议考生了解示波管具体结构及其原理。
匀强电场中电势差与电场强度的关系 Ⅱ 常考点，难度中等。常结合平行板电容器考查电场强度的大小计算。
带电粒子在匀强电场中的运动 Ⅱ 计算只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于场强方向的情况。
3 §7-1 库仑定律
一、电荷性质及其描述
1．电荷
（1）物体带电：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷。
（2）两种电荷：正电荷和负电荷，由美国科学家富兰克林命名。相互作用规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
