《普通物理学》课程教学资源（PPT课件）第十二章 几何光学 12-16 偏振光的干涉、人为双折射

*§12-16偏振光的干涉人为双折射 一、偏振光的干涉 偏振光干涉装置 偏振片P1 晶片C 偏振片P2 单色 自然光 偏振化方向 一光轴方向 偏振化方向 让美下觉返同速

上页 下页 返回 退出 偏振光干涉装置 d 晶片C  偏振片P2 单色 自然光 偏振片P1 偏振化方向 光轴方向 偏振化方向 *§12-16 偏振光的干涉 人为双折射 一、偏振光的干涉

偏振光干涉的分析 1.振幅关系 A。=A sina 4 =A cosa 通过P2后，两束光的振动方向平行，振幅为 A。=A,cosa=A sina·cosa 4=A sina=4 sina.cosa=420

上页 下页 返回 退出 偏振光干涉的分析 1. 振幅关系 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e  通过P2后，两束光的振动方向平行，振幅为 1 A A o = sin 1 A A e = cos 2 1 A A A o o = =  cos sin cos    2 1 2 A A A A e e o = =  = sin sin cos   

2.相位关系 通过晶体C后的两束光是相干光，相位差为 =n- 此两束光合成为一束椭圆偏振光。通过P2后相位差为 ol=ax-2 n。-n。+元 2k-1元 A0=2kc→d= (k=12,.) n。-n, 2 一相长干涉 △0=(2k+1)r→d= ne-n。 一相消干涉 让美下觉返司速此

上页 下页 返回 退出 通过晶体C后的两束光是相干光，相位差为 此两束光合成为一束椭圆偏振光。通过P2后相位差为 2.相位关系 相长干涉 相消干涉 2 d  n n   = − c e o π 2 d   n n   =  + = − + c e o π π π 2 1 2 , ( 1, 2, ) 2 k k d k n n   −  = → =  = e o − π (2 1) k k d n n  = + → =   e o − π

·若为单色光入射，且晶片d不均匀，则屏上出 现等厚干涉条纹。 ·若为白光入射，有三种情况： 如晶片d均匀，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。 如红色相消→绿色；蓝色相消→黄色。 如晶片不均匀，则屏上出现彩色条纹

上页 下页 返回 退出 • 若为单色光入射，且晶片d不均匀，则屏上出 现等厚干涉条纹。 • 若为白光入射，有三种情况： 如晶片d 均匀，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。 如晶片d不均匀，则屏上出现彩色条纹。 如红色相消→绿色；蓝色相消→黄色

例题12-21如图所示，偏振片P,和P2相互正交， 当入射于偏振片P,的偏振光己是椭圆偏振光时，在 视场E处的振幅如何？如果P2和P1不相正交，则又 如何？ 偏振片P1 晶片C 偏振片P2 单色 自然光 偏振化方向 光轴方向 偏振化方向 让美下觉返司速此

上页 下页 返回 退出 例题12-21 如图所示，偏振片P1和P2相互正交， 当入射于偏振片P2的偏振光已是椭圆偏振光时，在 视场E处的振幅如何？如果P2和P1不相正交，则又 如何？ d 晶片C  偏振片P2 单色 自然光 偏振片P1 偏振化方向 光轴方向 偏振化方向 E

解：按题意△0 2rdm。-n.)≠k 它代表振幅为A2和A2两相干线偏振光之间的相 位差，按同方向振幅的叠加，得合振幅为 A=√4+A6。+2A5A5。cos(Ap合 当偏振片P和P2相互正交， A=40=A sina cosa 上意不家道可退欢

上页 下页 返回 退出 解：按题意 o e 2π  d n n k ( ) π   = −  它代表振幅为A2e和A2o两相干线偏振光之间的相 位差，按同方向振幅的叠加，得合振幅为 2 2 2 2 2e 2o 2e 2o A A A A A = + +  2 cos（ ）合 当偏振片 P1和P2相互正交， 2e 2o 1 A A A = = sin cos  

A=A,sinacosa.2+2cos(△p)合 (△0合 =24 sina coscos 2 如果P1和P2不正交，设这时P2和晶片C光轴 间的夹角为B J兀 因为a+B≠2'月 所以A2e≠A2。 由此可知，把偏振片P,旋转一周再观察透射 光时，我们将看到透射光强连续变化，但光强为 零的位置并不可能出现。 让文下元道面这此

上页 下页 返回 退出 1 1 sin cos 2 2cos( ) 2 sin cos cos 2 A A A       = +   = 合 （ ）合 由此可知，把偏振片P2旋转一周再观察透射 光时，我们将看到透射光强连续变化，但光强为 零的位置并不可能出现。   +  ， π 2 因为 所以 A A 2 2 e o  如果P1和P2不正交，设这时P2和晶片C光轴 间的夹角为 

二、人为双折射 以人为（外界)条件使某些非晶体变成各向异 性，从而显示出双折射性质，称人为双折射。 1.光弹性效应 干涉 有机玻璃 应力→各向异性→各向不同→n各向不同 在一定应力范围内：2。-n,=k

上页 下页 返回 退出 以人为（外界）条件使某些非晶体变成各向异 性，从而显示出双折射性质，称人为双折射。 应力 各向异性→v各向不同→n各向不同 P1 P2  ·· d S 干涉 有机玻璃 C F F 在一定应力范围内： 二、人为双折射 1.光弹性效应 F n n k S e o − =

经人为双折射产生的e光与o光的位相差为 k·d·2πF 各处不同一→各处洞→出现干涉条纹 变一续一干涉情况变 让美觉返司退

上页 下页 返回 退出 经人为双折射产生的e光与o光的位相差为 各处 F 不同→各处  不同  →出现干涉条纹 S 2 2 d k d F n n S       = − + =  + e o π π π π F S 变→  变  →干涉情况变

2.电光效应 各向同性介质在外电场作用下变为各向异 性而产生双折射，称为克尔效应；各向异性介 质在外电场作用下要改变原有的双折射性质， 称为泡克尔斯效应；这两种现象都称为电光效 应，也叫电致双折射效应。 上意不家返可退此

上页 下页 返回 退出 各向同性介质在外电场作用下变为各向异 性而产生双折射，称为克尔效应；各向异性介 质在外电场作用下要改变原有的双折射性质， 称为泡克尔斯效应；这两种现象都称为电光效 应，也叫电致双折射效应。 2.电光效应