I3max
0
8
例2： 用两偏振片平行放置作为起偏器和检偏器。在它们的偏 振化方向成300角时，观测一光源，又在成600角时，观察同一 位置处的另一光源，两次所得的强度相等。求两光源照到起偏 器上光强之比。
第24章 光的偏振
§24.1 光的偏振状态 §24.2 线偏振光的获得和检验 §24.3 反射和折射时光的偏振 §24.5 光的双折射
第24章 光的偏振
光矢量：
v E
光的偏振; 光的偏振态.
§24.1 光的偏振状态
线偏振光 分类：完全偏振光
椭圆（圆）偏振光 自然光
部分偏振光
1.完全偏振光
1).线偏振光
§23.2 单缝的夫琅禾费衍射
单缝衍射和双缝干涉条纹比较。
单缝衍射条纹
双缝干涉条纹
§23.5 光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理
（1） N 缝干涉
I / I0
N5
k 1 k 0 k 1
I / I0
N9
k 1 k 0 k 1
（2）衍射对干涉的影响：
双缝为例： 双缝干涉条纹各级主极大的强度不再相等，而是受 到了衍射的调制。主极大的位置没有变化。
线偏振光 I
I ?
E0
EE0cos
当 α0，II012I1;
α π，I 0 — 消光 2
起偏器
检偏器
自然光 I1
•• •
线偏振光I0 α
线偏振光I
偏振化方向 P1
P2
I I0 cos2 α
思考：
1）将P1旋转3600，透过它的光强有何变化？ 自然光透过偏振片后光强不变，但只有入射光强的一半。 2）将P2旋转3600，透过它的光强有何变化？ 线偏振光透过偏振片后光强变化，将出现两明两暗。（有消光现象）
a
a
故 k 3 k ' 3 . 6 . 9 ...
I/I0
-1
1
-2 -5 -4 缺 -2 级
2缺4 5 2 级
5 a
4 d
a
2 d
d
0
d
2 4 5 dad a
§23.6 光栅光谱
1、光栅光谱
光栅方程： dsiθn kλ
-3级
3级
白光的光栅光谱
0级
-2级
-1级
1级
2级
2 、光栅的色分辨本领
d
• •A
• dsi•n
CHale Waihona Puke B • ••••••••••
1 2
•• •• •• •• ••
d : 晶面间距(晶格常数）
: 掠射角
干涉加强条件：
A C C B2dsin
2 d s in k( k 1 ,2 ,3 L )—布拉格公式
2）应用
• 已知 、 可测d — X 射线晶体结构分析。
• 已知 、d 可测 — X 射线光谱分析。
X 射线 : 0.01nm—10nm
1 、 X射线的产生
X射线管
-
G K
A
伦琴
+
X射线
K：阴极，A： 阳极(钼、钨、铜等金属)， A和K间加几万伏高压，以加速阴极发射的热电子。
2 、劳厄（Laue）实验
X 射线
P 晶体
P′
准直缝
照相底片
劳厄
··· 劳厄斑 ·
3 、布拉格公式
1）原理
晶面
•
•
•
•
例1: 光强为 I0 的自然光相继通过偏振片P1、P2、P3后光强为I3 ， 已知P1 P3，问：P1、P2间夹角多大时I3最大 ？
解: 分析
I0
P1
I1
P2
P3
I2
I3
P1
P2
2
P3
I II31II2I22sc0ions222II220cIo1cso2s2sin2
I sin 2 2
0 8
3）判断：仅用一块偏振片，如何通过观察透射光强变化区分线偏 振光、自然光、部分偏振光？
（1）强度有变化，而且有消光现象 线偏振光 （2） 强度没有变化 自然光 （3）强度有变化，但无消光现象 部分偏振光
四、偏振光的应用
1、汽车车灯
45O 45O
2、太阳镜
P1 P3
I 0
？
P1
P2
P3
你能说明为什么吗？
v
E
z
v E ⊙
表示:
(光振动平行板面)
• • •• •
(光振动垂直板面)
2). 椭圆偏振光和圆偏振光
yx
v Eb
o
a
b
v
E0
2
v
v
E
E
z⊙
椭圆偏振光 圆偏振光
v E ⊙
Right
v E
⊙
Left
• 面对光源观察：
• 光矢量方向按顺时针方向旋 转的，称为右旋偏振光；
• 光矢量方向按逆时针方向旋 转的，称为左旋偏振光。
2.非偏振光（自然光）
X
⊙
⊙
Y
Z
IIx Iy
1
Ix
Iy
I 2
自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅 且振动方向相互垂直的线偏振光表示。
表示: • • • •
•••
3.部分偏振光
部分偏振光可用两个相互独立、没
⊙ 有固定相位关系、不等振幅且振动 ⊙
方向相互垂直的线偏振光表示。
部分偏振光
部分偏振光的分解
透
θ镜
a
λd
θ
I/I0
θ
f
I/I0
a)
2
0
a
a I/I0
b)
8
4
0
d
d I/I0
c)
8
4
0
d
d
N4, d=4a
2
sin
a
a
4
8 sin
d
d 缺4，8，
12等主极
大级次
4
8 sin
d
d
例1：一光栅，N=5, b=2a，试画出其光强分布曲线？
缺级的明纹：kk'abk'a2a3k' k' 1.2.3...
波长为 的第 k 级主极大的角位置 dsink()
波长为 的第 kN+1 级极小的角位置
N dsin(kN1)
两者重合 k()kN1
N
R =kN
结论：当要求在某一级次k的谱线上提高光栅的分辨本领 时，必须增大光栅的总缝数 N 。
§23.8 X射线的衍射
X 射线 : 0.01nm—10nm
••••
••••
1 2
•• •• •• •• ••
d : 晶面间距(晶格常数）
: 掠射角
干涉加强条件：
A C C B2dsin
2 d s in k( k 1 ,2 ,3 L )—布拉格公式
2）应用
• 已知 、 可测d — X 射线晶体结构分析。
• 已知 、d 可测 — X 射线光谱分析。
§4.6 X射线的衍射
部分偏振光的表示法
••
•• • ••
24.2 线偏振光的获得与检验
T
R
v
E
发射器
“线栅”
接收器
1. 偏振片：通光方向（偏振化方向）
EE
E
2. 起偏和检偏
起偏器
检偏器
自然光 I1
•• •
偏振化方向
线偏振光 I0 α
I0
1 2
I1
3. 马吕斯定律
I E2
E2 E02cos2α
I I0cos2 (马吕斯定律)
1 、 X射线的产生
X射线管
-
G K
A
伦琴
+
X射线
K：阴极，A： 阳极(钼、钨、铜等金属)， A和K间加几万伏高压，以加速阴极发射的热电子。
2 、劳厄（Laue）实验
X 射线
P 晶体
P′
准直缝
照相底片
劳厄
··· 劳厄斑 ·
3 、布拉格公式
1）原理
晶面
•
•
•
•
d
• •A
• dsi•n
C• B • ••