《大学物理》PPT参考资料：第五章 光的偏振（5.6-5.8）偏振光的干涉、人工双折射、旋光现象

光的偏振(3)

1 光的偏振(3)

556偏振光的千涉 单色自然光通过一个偏振片以后,垂直射 在光轴平行于表面的晶片,从晶片出来的是 两束传播方向相同、振动方向相互垂直、频 率相等、有恒定相位差的线偏振光。 它们能否干涉? 单色自然光 不能干涉! ↓! 2

2 §5.6 偏振光的干涉 单色自然光通过一个偏振片以后，垂直射 在光轴平行于表面的晶片，从晶片出来的是 两束传播方向相同、振动方向相互垂直、频 率相等、有恒定相位差的线偏振光。 它们能否干涉？ 单色自然光 不能干涉！

后面再放一个偏振片P2,P2后面就可以看到干涉 单色 自然光 偏振片P1晶片C偏振片P2 光轴方向偏振化方向 C 通常是让P1⊥P2 (忽略吸收和其它损耗) 由振幅矢量图,知:

3 (忽略吸收和其它损耗) 由振幅矢量图，知： 后面再放一个偏振片P2 ,P2后面就可以看到干涉. 通常是让P1⊥P2 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e  d 晶片C  偏振片P2 偏振化方向 偏振片P1 偏振化方向 光轴方向 单色 自然光

A=A sina Ae=A, cos a cos Cl A sIna. cos a A=A sina 20 e A1sina·cosa=A2 20 可见R⊥P2→A20=42使干涉衬比度好。 由振幅矢量图的投影关系知,A20和A2的正方向 相反,所以有附加相差π (若P1、P2夹角小于a,则无附加相差)

4 1 2 0 2 1 2 0 1 1 sin cos sin sin cos cos cos sin A A A A A A A A A A A e e o e o =  = = =  = = =         可见 P1 ⊥ P2 → A20 = A2e 使干涉衬比度好。 由振幅矢量图的投影关系知,A20和A2e的正方向 相反，所以有附加相差 . （若P1、P2夹角小于，则无附加相差）。 P2 P1 C A1 Ae Ao A2o A2e 

通过P2后两束偏振光的相位差为 2n d 9 n-n1|+兀 光强IaA20+A20+2A20A2cos△ 2k兀 相长干涉,亮 △p=(2k+1 相消干涉,暗 (k=12,3-- 若单色光入射,且d不均匀 则屏上出现等厚干涉条纹

5 ∴ 通过 P2 后两束偏振光的相位差为     = ne − no + 2 d 光强 I  A 2 20+A2 2e+2A20A2ecos ----相长干涉，亮 ( ) ----相消干涉，暗   +  =    2 1 2 k k （k=1,2,3 ----）  若单色光入射，且d不均匀， 则屏上出现等厚干涉条纹

入 屏 ◆若白光入射,且d不均匀 则屏上出现彩色条纹。 ◆若白光入射,而d均匀,则屏上由于某种 颜色干涉相消,另一些颜色干涉相长, 而呈现它的互补色 如红色(或蓝色)相消→显绿色(或黄色), 这叫(显)色偏振

6 若白光入射，而d 均匀，则屏上由于某种 颜色干涉相消，另一些颜色干涉相长， 而呈现它的互补色。 如红色（或蓝色）相消→显绿色（或黄色）， 这叫（显）色偏振. 若白光入射，且d不均匀， 则屏上出现彩色 条纹。  屏  

偏振光的干涉有许多应用,其基本思想是 由光的干涉情况反推晶片情况。 例如,色偏振是检验材料有无双折射效应 (即使no、n。相差极小)的灵敏方法

7 例如，色偏振是检验材料有无双折射效应 （即使 n0、 ne 相差极小）的灵敏方法。 偏振光的干涉有许多应用，其基本思想是 由光的干涉情况反推晶片情况

§5.7人工双折射 人工双折射是用人工的方法造成各向异性, 从而获得双折射的现象.。 、光弹效应( photoelastic effect) 光弹效应也叫应力双折射效应。 将有机玻璃取代晶片,加力的方向即光轴 的方向 C 有机玻璃 干涉

8 §5.7 人工双折射 人工双折射是用人工的方法造成各向异性, 从而获得双折射的现象.。 一、光弹效应（photoelastic effect） 光弹效应也叫应力双折射效应。 将有机玻璃取代晶片,加力的方向即光轴 的方向. P1 P2  ·· d F S F 干涉 有机玻璃 C

应力(F/S)→各向异性→光速V各向不同 →n各向不同,在一定应力范围内,有: F n=k 2nd k·d.2兀F △q= n-n|+兀= 十兀 若应力均匀,则观察到均匀的干涉光强 F 若应力不均匀 变→△变→干涉情况变。 S 若各处F/S不同→各处△不同 出现干涉条纹

9 应力（F/S）→各向异性→光速V各向不同 →n 各向不同，在一定应力范围内,有： S F ne − no = k         +    = − + = S k d F n n d e o 2 2 F S 变→ 变→干涉情况变。 若应力均匀,则观察到均匀的干涉光强. 若应力不均匀, 若各处 F/S不同 →各处  不同 →出现干涉条纹

应力变化大的地方条纹密; 应力变化小的地方条纹疏 演示:应力双折射(工字梁) ★吊钩内部的应力分布 ★检查半圆仪、透镜有无内应力 演示:塑料纸,厚度不同引起的色偏振 ★一层纸:出现某种色偏振 ★二层纸、三层纸:为什么各层颜色不同? ★P2转动:为什么颜色会变? ★塑料纸转动:为什么颜色也会变?0

10 演示: 应力双折射（工字梁） 应力变化大的地方,条纹密; 应力变化小的地方,条纹疏. 演示: 塑料纸，厚度不同引起的色偏振 ★ 检查半圆仪、透镜有无内应力 ★ 吊钩内部的应力分布 ★一层纸：出现某种色偏振 ★二层纸、三层纸：为什么各层颜色不同？ ★ P2 转动：为什么颜色会变？ ★塑料纸转动：为什么颜色也会变？