高二物理競賽由反射引起的光的偏振課件

第二十三章光的偏振

理解自然光與偏振光的區(qū)別；

理解布儒斯特定律和馬呂斯定律；

了解雙折射現(xiàn)象；

了解反射光和散射光的偏振特性。教學(xué)基本要求空氣入射面：入射光線和法線所成的平面?！舴瓷涔猓翰糠制窆?，垂直于入射面的振動多于平行于入射面的振動。理論和實(shí)驗(yàn)證明：反射光的偏振化程度與入射角有關(guān)一.反射光的偏振狀態(tài)玻璃1由反射引起的光的偏振◆折射光：部分偏振光，平行于入射面的振動多于垂直于入射面的振動。二.布儒斯特定律(1812年)反射光為線偏振光，且光振動垂直于入射面，折射光為部分偏振光。當(dāng)時，(1)

反射光和折射光互相垂直。討論玻璃空氣布儒斯特角(起偏振角)(2)根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以角從介質(zhì)入射于界面時，此角即為布儒斯特角。玻璃玻璃討論討論下列光線的反射和折射(起偏振角

i0)。1空氣例一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角，問：在界面2的反射光是什么光？玻璃2注意對于一般的光學(xué)玻璃，一次反射垂直于入射面的振動僅很小部分被反射(約15%)，所以反射偏振光很弱，大部分光將透過玻璃。一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)生偏振光。利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光一.雙折射的尋常光和非尋常光恒量玻璃折射定律動光學(xué)雙折射現(xiàn)象波

動光學(xué)方解石晶體23.4由雙折射引起的光的偏振1.尋常光線（o光）(ordinaryrays)服從折射定律的光線(extraordinrayrays)

2.非常光線（e光）不服從折射定律的光線實(shí)驗(yàn)證明：o光和e光均為偏振光，并且振動面互相垂直。ACBoeDeo二.產(chǎn)生雙折射的原因o光波陣面e光波陣面2.

尋常光線在晶體中各方向上傳播速度相同。

1.

非常光線晶體中各方向上傳播速度不同,隨方向改變而改變。雙折射晶體（如：方解石、石英、冰等）為各向異性介質(zhì)。光軸三.光軸在方解石這類晶體中存在一個特殊的方向，當(dāng)光線沿這一方向傳播時不發(fā)生雙折射現(xiàn)象——這一方向?yàn)榫w的光軸光軸AB光軸注意：光軸不是指的一條線。光軸光軸例如：四.尼科耳棱鏡

(Nicolprism)AB加拿大樹膠偏振分束尼科耳棱鏡可用于起偏和檢偏一.光的散射藍(lán)天、白云、紅太陽——

大氣中的微粒或分子對陽光散射的結(jié)果；白浪滔天——

浪花中大量且紊亂的小水珠對陽光散射的結(jié)果。1.現(xiàn)象：當(dāng)光通過渾濁的液體或穿過灰塵彌漫的空間時，可在側(cè)面看到光束的軌跡，即在光線原傳播方向以外接收到光能。2.一定向光束經(jīng)介質(zhì)傳播而向四面八方散開的現(xiàn)象——光的散射露天電影二.散射的本質(zhì)一束光照射在微?；蚍肿由?，其內(nèi)含的電子在入射光的電磁場作用下，作受迫振動形成偶極子，并作為新的子波源向四周輻射同頻率的子波。振動電子發(fā)出的光是偏振光振動的電子發(fā)出的光的振幅和偏振方向e三.解釋“天光”是部分偏振光Ozx太陽光自然光線偏振光部分偏振光無偏振四.瑞利散射定律在其它條件相同的情況下，散射光的強(qiáng)度與光波長的四次方成反比，即散射微粒的線度遠(yuǎn)小于入射光波長()思考天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色呢？正午的太陽基本上呈白色，而旭日和夕陽卻呈紅色？一個宇航員曾這樣描述大氣層以的對天空：“太陽在高空懸掛著，象一個金色的大圓盤，而天空卻象一面黑色天鵝絨的幕布，一顆顆星星就象鑲在黑幕布上的寶石，閃閃發(fā)光?！庇捎诖髿鈱﹃柟獾纳⑸?，才使整個天空呈現(xiàn)光亮。如果沒有大氣層，白晝的天空也將是一片漆黑。地球大氣層散射正午的太陽地球大氣層散射散射旭日夕陽

能產(chǎn)生旋光現(xiàn)象的物質(zhì).（如石英晶體、糖溶液、酒石酸溶液等）

偏振光通過某些物質(zhì)后，其振動面將以光的傳播方向?yàn)檩S線轉(zhuǎn)過一定的角度.1.旋光現(xiàn)象2.旋光物質(zhì)3.旋光儀觀察偏振光振動面旋轉(zhuǎn)的儀器.*23.6旋光現(xiàn)象一.旋光現(xiàn)象A：起偏器B：檢偏器L：盛有液體旋光物質(zhì)的管子對于旋光性物質(zhì)的溶液設(shè)為偏振光通過旋光物質(zhì)后振動面所轉(zhuǎn)過的角度為旋光物質(zhì)的濃度為旋光物質(zhì)的透光長度為一與旋光物質(zhì)有關(guān)的常量對于固體旋光物質(zhì)為一與旋光物質(zhì)及入射光的波長有關(guān)的常量（一定）V

叫韋爾代常量外加磁感強(qiáng)度為的磁場,使某些不具旋光性的物質(zhì)產(chǎn)生旋光現(xiàn)象.磁致旋光效應(yīng)二.旋光物質(zhì)的分類1.

右旋物質(zhì)：面對著光源觀察，使光振動面的旋轉(zhuǎn)為順時針的旋光物質(zhì)。（如葡萄糖溶液）2.

左旋物質(zhì)：面對著光源觀察，使光振動面的旋轉(zhuǎn)為逆時針的旋光物質(zhì)。（如蔗糖溶液）本章小結(jié)本章主要介紹了光的偏振的一些現(xiàn)象和規(guī)律。本章要點(diǎn)：1.自然光、偏振光和部分偏振光2.由介質(zhì)吸收引起的光的偏振：

偏振片、馬呂斯