大学物理:第十五章光的偏振
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大学物理光的偏振光在传播过程中,电矢量在垂直于传播方向上的两个相互垂直的分量分别称为水平分量H和垂直分量V,偏离这两个垂直分量的光波称为偏振光。
光波的偏振现象在光学中具有重要的应用价值。
自然光:具有垂直于传播方向的上、下两个偏振分量,两分量均在垂直于传播方向的平面内振动。
椭圆偏振光:在垂直于传播方向的平面内,除有一个与传播方向垂直的振动分量外,尚有与传播方向成一定夹角的振动分量。
圆偏振光:在垂直于传播方向的平面内,两个相互垂直的振动分量都与传播方向成一定夹角,且相位差为π/2。
尼科耳棱镜:其作用是将入射光从其他偏振状态转变成透过偏振片后的直线偏振光。
渥拉斯顿棱镜:其作用是将入射的非偏振光分成两束相干光波,其中一束光的振动方向与入射光的振动方向垂直,以透射光的形式出现;另一束光的振动方向与入射光的振动方向平行,以反射光的形式出现。
当两束偏振方向平行的线偏振光经过一个偏振片后,透射光为线偏振光,其偏振方向与入射光的偏振方向一致;当两束偏振方向垂直的线偏振光经过一个偏振片后,透射光为暗条纹。
当两束线偏振光的偏振方向既不平行也不垂直时,透射光将出现明暗相间的条纹,这种条纹称为椭圆偏振光的干涉条纹。
当两束椭圆偏振光的旋转方向相反时,透射光仍将出现明暗相间的条纹,且旋转方向相反。
当两束椭圆偏振光的旋转方向相透射光将出现圆偏振光的干涉条纹。
在物理学中,光的干涉是一个非常重要的概念,它描述了两个或多个光波叠加时产生的明暗条纹和相消干涉的现象。
这个概念最早由英国物理学家托马斯·杨在19世纪初提出,后来被广泛应用到光学、波动力学和其他领域。
光的干涉现象可以被分为两类:时间域干涉和空间域干涉。
时间域干涉指的是两个或多个光波在时间上同步抵达某一点,而空间域干涉则指的是两个或多个光波在空间中不同位置的叠加。
干涉现象的原理在于,当两个或多个光波的波峰或波谷完全重叠时,它们会相互增强,产生明亮的干涉条纹。
而当波峰与波谷相遇时,它们会相互抵消,产生暗的干涉条纹。
大学物理实验光的偏振
光的偏振是指光在传播时,电场矢量的振动方向只能沿着某一特定方向,而不能沿着
所有方向振动。
光的偏振是光的一个重要性质,也是光学重要的研究内容之一。
我们可以通过光的偏振,来研究光的各种性质。
光的偏振可以分为线偏振、圆偏振和
椭偏振三种类型。
实验中,我们可以使用偏振片和偏振光源来研究光的偏振。
下面我介绍两个光的偏振
实验。
我们可以使用偏振片来观察光的偏振现象。
偏振片本身的作用是把不偏振的光线变成
具有偏振性质的光线。
实验步骤:
1.将偏振片放在光源的前面,并让光通过偏振片。
2.将第二个偏振片放在第一个偏振片的后面,并使两个偏振片的透振方向相互垂直。
3.观察通过第二个偏振片的光,发现光线的亮度发生变化,当两个偏振片的透振方
向平行时,光的亮度最大,当两个偏振片的透振方向垂直时,光变暗。
实验原理:
我们可以通过双折射晶片来产生圆偏振光,然后通过偏振片观察光的偏振现象。
3.观察通过偏振片后的光线,可以发现无论偏振片的透振方向如何调整,光的亮度
都不会发生变化。
这是因为圆偏振光在所有方向都具有相同的偏振性质,无论用任何方
向的透振片都不会改变其偏振性质。
圆偏振光是指光的电场振动方向沿着一个圆周运动。
这种光不具有特定的偏振方向,
无论用任何方向的偏振片都可以通过。
总结
光的偏振是光学重要的研究内容之一。
我们可以通过偏振片和偏振光源的实验,研
究光的偏振现象。
本文介绍了光通过偏振片和双折射晶片形成的圆偏振光的实验,希望
对读者有所帮助。