《金相分析基礎(chǔ)》-課件：偏振光基礎(chǔ)知識(shí)

金相分析基礎(chǔ)偏振光金相分析方法偏振光金相分析方法目

錄偏振光基礎(chǔ)知識(shí)偏振光種類01030204偏振光金相分析原理偏振光金相分析應(yīng)用偏振光基礎(chǔ)知識(shí)?

光是一種電磁波，由兩個(gè)相互垂直的矢量表示。?

電場(chǎng)強(qiáng)度（電矢量）E——光振動(dòng)矢量（光矢）?

磁場(chǎng)強(qiáng)度（磁矢量）H?

討論光波傳播時(shí)只討論電矢量簡(jiǎn)稱光矢。?

光波屬于橫波，光波的振動(dòng)方向與光波的傳播方向垂直。?

自然光——光矢在任意方向上均勻分布?

偏振光——光矢只在某一固定方向振動(dòng)偏振光基礎(chǔ)知識(shí)X自然光的特點(diǎn)自然光（1）

在垂直光線的平面內(nèi)，光矢量沿各方向振動(dòng)的概率均等。YZ（2）可以看成由兩個(gè)振動(dòng)方向相互垂直，

振幅相等，互不相干的線偏振光的疊加。u?

?

?

??

?

?

?I

=

I

x

+

Iy?1?

=

?

=

??2

偏振光基礎(chǔ)知識(shí)?u?

?

?

?偏振光基礎(chǔ)知識(shí)01.

偏振棱鏡（尼科爾棱鏡）光對(duì)各向異性介質(zhì)出現(xiàn)“雙折射現(xiàn)象”，分解為兩束偏振光（o光，e光）偏振光基礎(chǔ)知識(shí)o光

—

尋常光線（遵循折射定律）no=1.6583e光

—

非常光線（不遵循折射定律）ne=1.4864~1.6583偏振光基礎(chǔ)知識(shí)光軸：光線沿光軸方向射入晶體時(shí)不產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，這時(shí)o光和e光重合，它們的傳播速度和傳播方向相同。光軸不是某一特定的直線，而是一個(gè)方向，凡平行于這個(gè)方向的線都是光軸。偏振光基礎(chǔ)知識(shí)?

當(dāng)光線沿光軸入射時(shí)，o光與e光重合，即傳播方向和傳播速度相同，無雙折射現(xiàn)象；?

當(dāng)光線垂直光軸入射，o光與e光傳播方向相同，傳播速度相差最大。?

晶體主截面：由光軸和晶體表面法線所組成的平面。偏振光基礎(chǔ)知識(shí)尼科爾棱鏡原理：n

=1.5159，n

=1.550，n

=1.6583，即n

＜n

＜n

，o光在樹e膠oe膠o膠層發(fā)生全反射(76°＞arcsin1.550/1.6583=69°)，e光則穿過樹膠層射出棱鏡。偏振光基礎(chǔ)知識(shí)第一位發(fā)現(xiàn)偏振光現(xiàn)象的科學(xué)家是哥本哈根大學(xué)的教授拉斯穆·巴多林，他在1669年發(fā)現(xiàn)了光束通過冰洲石（方解石）時(shí)會(huì)出現(xiàn)雙折射現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)他發(fā)表了一篇論文，針對(duì)此現(xiàn)象有精確的描述。不過當(dāng)時(shí)科學(xué)界對(duì)光的物理特性還沒有充分了解，他也無法來解釋此現(xiàn)象。一直等到1801年托馬斯·楊提出光的波動(dòng)理論后，才能說明此現(xiàn)象。拉斯穆·巴多林偏振光基礎(chǔ)知識(shí)這期間又經(jīng)過很多人的探索和努力，蘇格蘭物理學(xué)家威廉·尼科爾，在1828年發(fā)明了產(chǎn)生偏振光的“尼科爾棱鏡”。1930年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)——拉曼效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)就借助了尼科爾棱鏡?？茖W(xué)的進(jìn)步需要一代代人對(duì)真理的追求，對(duì)科學(xué)的探索。尼科爾棱鏡制作難度大，工藝要求非常嚴(yán)格，反映了一絲不茍、精益求精的工匠精神。偏振光基礎(chǔ)知識(shí)尼科爾棱鏡的優(yōu)點(diǎn)是它對(duì)各色可見光的透明度都很高，并能夠均勻完全起偏，可以用它得到的光強(qiáng)較強(qiáng)，偏振度極高的直線偏振光，但天然方解石很小，質(zhì)脆，對(duì)紫外線不透光，且價(jià)格昂貴，故常為人造偏振片所代替。偏振光基礎(chǔ)知識(shí)02.

偏振片晶體的二向色性：對(duì)尋常光線o光吸收極強(qiáng)，對(duì)非常光線e光吸收很少。e光的振動(dòng)方向稱為偏振片的偏振軸。雖然自然光通過偏振片后吸收較多，但因其輕便，成本低，尺寸不限，所以在工業(yè)上廣為應(yīng)用。產(chǎn)生偏振光的裝置稱起偏振鏡，檢驗(yàn)偏振光的裝置稱檢偏振鏡。偏振光基礎(chǔ)知識(shí)02.

偏振片振光用偏振片獲得線偏振光偏振化方向自然光——光矢在任意方向上均勻分布偏振光：光矢只在某一固定方向振動(dòng)偏振光的獲得：總結(jié)偏振棱鏡（雙折射現(xiàn)象）