大学物理：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章（4-3）偏振光的干涉

第三节 偏振光的干涉

第 三 节 偏 振 光 的 干涉

1.偏振光干涉实验 ().实验装置 偏振片1 波片 偏振片2 (2).实验现象 单色光入射,波片厚度均匀,屏上光强均匀分布。 白光入射,屏上出现彩色,转动偏振片或波片,色彩变化。 ●波片厚度不均匀时,出现干涉条纹

波片 1. 偏振光干涉实验 (1). 实验装置 偏振片1 偏振片2 • • (2). 实验现象 单色光入射，波片厚度均匀，屏上光强均匀分布。 波片厚度不均匀时，出现干涉条纹。 屏 • • • 白光入射，屏上出现彩色，转动偏振片或波片，色彩变化

2偏振光干涉的分析 (1).光线通过波片的传播情况 0光和e光传播方向相同, 但速度不同。 0光和e光通过波片后产 生的相位差为: 2丌 n-n e光 0光主折射率 nee光主折射率

2. 偏振光干涉的分析 (1). 光线通过波片的传播情况 • • • • e光 o光 d o 光和e 光传播方向相同， 但速度不同。 o 光和e 光通过波片后产 生的相位差为： c no ne d  = −   2π no —— o 光主折射率 ne —— e 光主折射率

2).光强分析 A= A sine A, coS 6 A COS 0= A sin.cose Ae2= Ae sin= A sinecoSe 2Id Aq|=△o+ 式中π为投影引入的 n-n.+兀 附加相位 0光和e光经过偏振片2后,振动方向平行,振动频率相同, 相位差恒定,满足干涉条件

(2). 光强分析 θ A1 Ao Ae Ao2 Ae2 P2 P1 C sin 1 A A θ o = cos 1 A A θ e = cos sin cos 2 1 A A A θ θ o o =  =  sin sin cos 2 1 A A θ A θ θ e e = =  π 2π  =  c + π = no − ne + d    o 光和e 光经过偏振片2 后，振动方向平行，振动频率相同， 相位差恒定，满足干涉条件。 式中为投影引入的 附加相位

合振动强度为 12=A2+42+2A242Cos△ 2smn22(1+c0s△q) △01=2mn-n1+x=2x千涉相长 2mn-n|+兀=(2k+1)-干涉相消 讨论 (1)波片厚度相同时,各处相位差相同,单色光照射时屏上 光强均匀分布

— 干涉相长 — 干涉相消 = + 2 + 2 2 2 cos 2 2 2 2 o e I A o A e A A sin 2 (1 cos ) 2 1 2 2 = A1  +  讨论 (1) 波片厚度相同时，各处相位差相同，单色光 照射时屏上 光强均匀分布。 合振动强度为： π 2 π 2π n n k d  = o − e + =   π (2 1)π 2π  = n − n + = k + d o e  

(2)波片厚度不均匀时,各处相位差不同,单色光入射出现等 厚千涉条纹 (3)白光照射时,屏上由于某种颜色干涉相消,而呈现它的 互补色,这叫显)色偏振。 白光 屏 偏振片1 偏振片2 (4)旋转偏振片,使两偏振片偏振化方向平行,相位差产生元 的变化,屏上颜色发生变化

(3) 白光照射时，屏上由于某种颜色干涉相消, 而呈现它的 互补色，这叫( 显) 色偏振。 (2) 波片厚度不均匀时，各处相位差不同，单色光入射出现等 厚干涉条纹。 偏振片1 偏振片2 屏 • • 白光 (4) 旋转偏振片，使两偏振片偏振化方向平行， 相位差产生 的变化，屏上颜色发生变化

5)线偏振光通过浪晶片后的偏振状态 两个同频率的振动方向垂直的 有确定相位差的S.H.V的合成 般 合成光矢量端点的轨迹是椭圆 但每时刻都是线偏振光 光轴 所以称为椭圆偏振光

7 5) 线偏振光通过波晶片后的偏振状态 两个同频率的 振动方向垂直的 有确定相位差的 S. H. V. 的合成 •一般 合成光矢量端点的轨迹是椭圆 Ao 但 每时刻都是线偏振光 所以 称为椭圆偏振光 Ae 光轴

特殊1 若晶片厚度合适使0光e光的光程差为4波长 0)2 4 2丌 相位差是 )d AO.A 正椭圆偏振光 如果再让A=A 圆偏振光 该波晶片叫四分之一波片

8 4 ( ) o e  n − n d = • 特殊1 若晶片厚度合适 使 o 光 e 光的光程差为/4波长 ( ) 2 2π π no − ne d =  相位差是 正椭圆偏振光 (O.A.) Ae Ao Ae = Ao 圆偏振光 如果再让 该波晶片叫四分之一波片

特殊2 若晶片厚度合适使0光e光的光程差为a/2波长 2 相位差是 2兀 n-n,)d=元 称该浪晶片为二分之一波片(称半波片) 经二分之一浪片后0e光相位差为π 合成为线偏振光

9 •特殊2 若晶片厚度合适 使 o 光e 光的光程差为/2波长 称该波晶片为二分之一波片(或称半波片) 经二分之一波片后 o光e 光相位差为  合成为线偏振光 相位差是 ( ) π 2π no − ne d =  2 ( ) o e  n − n d =

线1产A C 仍是线偏振 偏 振 旋转了2a角 λ/2片 过2片后 在λ2片前 △Q=0 24泉限的振动 13象限的振动 OA e 注意:λ2波片λ/4波片必须指明波长

10 C 线 偏 振 O.A. A1  A1e A1o Δ = π  = 0  过 /2片后 在 /2片前 仍是线偏振 旋转了 2角 /2片 o.A. 注意: /2波片 /4 波片 必须指明波长 2 1 A1 I = 2 4象限的振动 1 3象限的振动