光学全套教学课件.ppt

左旋光与右旋光的相位差为 ER EL EL ER E δR δL θ y′ y 出射时，这一对相位差为δ的圆偏振光合成的是振动方向相对于y′轴向左（顺时针）转过了θ角的线偏振光。 θ = δ/2 θ = δ/2 a 为材料的旋光率 旋光性与入射波长有关，不同波长的光旋转角度不同，若在旋光晶体后加一偏振片，转动偏振片可看到旋光色散现象。 3、旋光效应的应用 松节油、乳酸、糖等溶液也具有旋光性。 偏振面旋转的角度θ和光在液体中通过的路程d 成正比，也和溶液的浓度C 成正比 例题： 将厚度为lmm且垂直于光轴切 出的石英晶片放在两平行的偏振片之间，某 一波长的光波经过晶片后偏振面旋转了200。 问石英晶片厚度为多大时，该波长的光将完 全不能通过。 对于给定波长，偏振面旋转角度j 与晶体厚度成 d 正比。为使光完全不通过第二个偏振片，偏振面需旋转 j2 =900 = 4.5 (mm ) j1 j2 d2 = d1 900 = 200 ×1 解： 例题：将50g含有杂质的糖溶于纯水 中，制成100cm3的糖溶液，然后将此溶液 装入长10cm的玻璃管中，用单色的线偏振 光垂直于管的端面并沿管的中心轴线射过， 从检偏振器测得光的偏振面旋转了2504’。 已知这种纯糖的旋光率为54.50 cm3/g(即 溶液浓度用cm3/g，管长用cm，旋转角用 度作单位)。试计算这种糖的纯度(即含有纯 糖的百分比)。 解：含有杂质的糖溶液浓度为 d =10cm m 50 C = V = = 0.5 ( g/m3 ) 100 θ = aCd 100% × K = a a0 5.014 54.5 = = 9.2% 100% × 糖的纯度 糖溶液厚度 2504’ = θ a Cd = 25.07 0.5×10 = =5.014 θ 4、磁致旋光效应 当一束线偏振光沿磁场方向通过玻璃时，其偏振面发生了旋转，此效应为法拉第磁光效应。 在法拉第效应中，线偏振光旋转的角度θ正比于施加的磁场 B 和光在介质中的传播长度 L 。 V 是与物质性质有关的常数，verdet 常量。 法拉第磁光效应的重要特性是：无论光的传播方向与磁场方向平行或是反平行，线偏振光的旋转方向相同。当光第一次经过法拉第盒旋转了角度θ，被反射后，按原路再一次经过这个法拉第盒，将旋转角度2θ。 L B . . 45° 45° 90° 反 射 镜 法拉第盒 线偏振器 小 结 一、双折射 1、寻常光线（o光） 非常光线（e光） 2、光轴、主平面、主截面 o光与e光在晶体中具有不同的传播速度。 沿光轴方向传播时不发生双折射现象。 主平面：某一光线与光轴所组成的平面。 主截面：通过光轴与任一晶面相正交的平面。 马吕斯定律 I 0 I = cos 2 a 3、 4、惠更斯原理在对双折射现象中的应用 正晶体 v v e o n o n e 负晶体 v v e o n o n e 惠更斯复合波面作图法 A 光线斜入射、正入射 B 光轴与晶面斜入射、垂直、平行 二、偏振器件 1、尼科耳棱镜 2、渥拉斯顿棱镜 3、波晶片 经全波片后，出射光仍为线偏振光。 经半波片后，出射光仍为线偏振光。但相对入射前旋转了2θ。 经1/4波片后，出射光为椭圆偏振光。 线偏振光 椭圆偏振光 δ= mπ δ=（m+1）π/2 三、偏光分析与椭圆偏振仪 偏振态的鉴定 自然光 圆偏振光 椭圆偏振光 部分偏振光 1/4 波片+检偏器 四、偏振光的干涉及其应用 1、 δo δe 分别为 o光和 e光经过波片后产生的相位差。 δ = δo－δe 讨论： （1）若波片为全波片，δ= 2kπ 经全波片后，出射光仍为线偏振光。 （2）若波片为半波片，δ=（2k+1）π 经半波片后，出射光仍为线偏振光。但相对入射前旋转了2θ （3）若波片为1/4 波片，δ= 2kπ ±π/2 x′ x y y′ 2θ θ Ao Ae Ex Ex′ Ey Ey′ 出射光 入射光 出射光 入射光 y′ θ x′ Ao Ae π＞δ ＞0 y′ 出射光 入射光 θ x′ Ao Ae -π＜δ ＜0 右旋偏振光 左旋偏振光 y′ 出射光 入射光 θ x′ Ao Ae θ= 45°，δ= π/2 （4）对于一般情况，即波片的厚度为任意值d 总之，一束线偏振光经过一波片后，总是变成一个椭圆偏振光，这个椭圆总是内切于由θ决定的一个矩形。椭圆的形状、方位和左、右旋取决于δ。在特殊情况下，它可以是圆偏振光、改变了方向的线偏振光、与原来入射光完全相同的线偏振光。 例： 在两偏振片P1 P2 之间插入1/4波片，并使其光轴