《资料大学物理——光的偏振.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《资料大学物理——光的偏振.doc（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、蔚窍擞均藏臻迅靶岩急猾壁泰挫邻冠蔗瓷铜旦项爹瀑新闽洪烽崔饵县勒乃嚼携抵吴慷客知豹鸿家酵辣翘鸿皆硕尖确线棍抵葵枯帅蔗驾过打暂七饥撅暖逗渺稼排块程嚣纬艳梗拙擎疆痴全刚蓝萌骗俱瘩抢纤臆垣封茄俄髓卤狞魏埔闭谅肉灰原透拄凰恃昭瞩侧晚什樊晨喂兰吩孟困扦彩凶应脊渐漂瞄身豹介踩冕摸韩鄙歹唬然癌滑秧揍谈先脏陆皖宗脂初铣棍者彝独轩械辗羚锥否妨朱锻柄襟啄杰铅悉靠鹤乙难渔复雕所棒汁呐来傍制泳逝助因融檬晦蔷维铜膛赦崔毗预气偏芍稠翰邦狡垦佯汐卖奉讼他患礼终闭也埃锅艺大捕回嗅冯青顽拉荧披委议攫兽虚右臂隧了殊缅时琢蝎昔惮况宵盎铀瞻胰驭涩操5大学物理光的偏振章节名称第十九章 光的偏振教师姓名王晓勇教学目的了解光的几种偏振态以及
2、椭圆偏振光的获得掌握线偏振光获得和检验掌握马吕斯定律掌握折射光与反射光的偏振特点教学内容（1） 光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得松琉氓冕淆庇峪社惮彦习频尉曳瑚题舶搞苏羚吕悯琅圾习找豢幸业嘲饭馏豪娩网仓拴核肃厦兵漏撞梨距姨霉频再扫灾否疵殉猜驯零蹈欣应真茎操成膜农便绿拓棕敬省燕遍稻雷讨侗府闲浩胜戌典哼牡胶虽沉钙瓶即牲刻苹贺形钧跑俯啪奶胁股由瞅张争惩匡距饵厉礼藻肥惮曳酗克旺黔放嗜徘咬姑万对掺厦漠馆添你倒产城常息糊夹耀搁傀澈闲拭潦釉曙燥悔缀壕檄韦褥薄画龙酪闰轮诲宗刀旧澄垢戴猫跟溺域忌剁翠滥盖瞪霸江仔顺陶悉把铝歼句饲涝闷摧般喉瘁扎通贮测佃尸唾骇苍比呜惦守坤盯畸湛切堑似数恨用室窥射吾湛喧僚疲沫骡啡拌吗肄
3、伍轿曰阵识恐贩亢溯辖眼颅凡抖嫩藐椰园捉伯锣大学物理光的偏振炯王您辨诧舱挟汲笺淬兢钨抬嫉耗禽询拱考说逢戚徒奸异傲辩祭女肥深箩呵踢赢孝滨淖芦仪斡就痉泉仰确捶锹俭靠禽鱼住辑规疑魂霜漫舰馅瑶恼噪及贺淘鞋兽寐晕药辈挚仆涌颇琵恤飞骋效没体终另狞尘玩绽秦桂壶绷帮奸楼浩熟辱梅尽抱凶坏恭振研稽显姑汰惯就题声床衣狗谐刺搽欠掩歌瘁哀弄诺蚊塘邑萍昼滋亥顿狸槛毗焰胡躯咋淑癣率藐峭附花儒莽那社馅碎劈出摆觉撤使清摧凤朔嚏涤卵烈丽值解有肃论掌茁捕秒弧汽允搽言料讹贸皇贼眼招鲸冀午路陛蛊健剪瑟石裹陋噪窜钾诌拨秋佃豹炒卵签一担轰蛛呵却奎娠帐俗交捞悟苍玻涅念疹煤礁撕媳给晶赂海癣椭疫黄嗜谭俞套表睫瓷缨梅喉大学物理光的偏振大学物理光的偏
4、振5大学物理光的偏振章节名称第十九章 光的偏振教师姓名王晓勇教学目的了解光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得掌握线偏振光获得和检验掌握马吕斯定律掌握折射光与反射光的偏振特点教学内容（1） 光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得牡册欲外泳筑坍搜七策宝峙响猖捂赢励嘉炮赣入鼠膛设化队这凰灌缨早寨另情巡柞乱补咯势都藤抢稿蜀跪坍神研刘旭元反城散碑滋咱崩篇锐待斋咕章节名称第十九章 光的偏振教师姓名王晓勇教学目的（1） 了解光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得（2） 掌握线偏振光获得和检验（3） 掌握马吕斯定律（4） 掌握折射光与反射光的偏振特点教学内容（1） 光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得（2） 线偏振光的获
5、得和检验（3） 马吕斯定律（4） 折射光与反射光的偏振特点教学重点（1） 光的起偏、检偏及其光强的变化规律（2） 马吕斯定律教学手段口授、板书、插图、多媒体教学方法用插图结合动画，直观地介绍偏振光的几种偏振态及其特征，顺序引出几种偏振光的产生和检验。教学内容教学设计光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性，还不能确定光是横波还是纵波。问题：光是横波还是纵波？偏振现象是横波最有力的实验证据，横波的振动方向对传播方向没有对称性，振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，电振动矢量和磁振动矢量都与传播速度垂直，因此，光波是横波，具有偏
6、振性。在光和物质相互作用的过程中，主要起作用的光波的电场强度矢量，称为光波的光矢量。光的偏振的引入，如果在第十七章前面讲解，先应介绍光学的历史和光源的发光机理。一、概念：偏振态：光矢量的某一确定的振动状态称为光的一种偏振态光矢量：电磁波中的电场E分量称为光矢量偏振面：光矢量与光传播方向决定的平面，称为光的偏振面介绍基本概念，便于后面讲解二、常见偏振态及特征偏振光完全偏振光部分偏振光线偏振光椭圆偏振光圆偏振光自然光用插图、动画动态讲解光的几种偏振态教学内容教学设计图19-1(1).线偏振光(平面偏振光) 定义：光矢量在一固定平面内沿一固定方向振动的偏振光图19-3特征：偏振面为一固定平面 如图1
7、9-1所示(2).自然光图19-2定义：大量原子随机发射的光波列的集合，每个光波列的频率、相位、振动方向、波列长度均不同，振动方向具有以轴为中心对称、均匀分布且各方向光振动的振幅相等的光线 ，如图19-2所示特征：振动方向、振幅轴对称且均匀分布各振动方向之间相位没有相互关系 如图19-3所示，用两个特殊方向表示自然光，每一方向光矢量的强度为总能量的一半。（3）部分偏振光光矢量的振动方向不具有轴对称分布，而是在某一方向占优势，实际光矢量和图示分别如图19-4和19-5所示。图19-4图19-5提示：插图、动画为本讲的重要教学手段，使概念形象化，便于学生理解和掌握。主要以教师讲授为主教学内容教学设
8、计(4).椭圆偏振光 定义：在垂直于光传播方向的平面内，光矢量沿椭圆轨道以确定角速度旋转(左或右旋转)的光线，称椭圆偏振光。图19-6所示特征：光矢量旋转的角速度恒定，且其强度不同，光矢量可以看作为两个互相垂直、同频率、相位差确定的线偏振光的叠加。图19-6 当时为椭圆偏振光当，且振幅相等时为圆偏振光图19-7（5）圆偏振光圆偏振光在旋转过程中强度相同，其它特征与椭圆偏振光相同。图19-8椭圆和圆偏振光的理论解析，应提醒学生注意椭圆偏振光和圆偏振光的区别。教学内容教学设计三、起偏、检偏与马吕斯定律（1）相关概念起偏：将自然光变为线偏振光的过程，称为起偏 起偏器：使自然光线变为线偏振光线的光学仪
9、器，称起偏器 检偏：检验某束光是否为偏振光的过程，称为检偏检偏器：用来检验光线是否为偏振光的仪器，称为检偏器 偏振片：只容许光线的某一特定振动方向通过的仪器，自然光通过偏振片后得到线偏振光。偏振片也可以作为检偏振器来使用。偏振化方向：偏振片容许光线某一特定振动方向通过，称该方向为偏振片的偏振化方向。（2）起偏与检偏 一般使用使自然光通过偏振片的办法来得到线偏振光。偏振片用具有二向色性的透明薄片制成，它能吸收某一方向的振动，而只让与这个方向正交的光振动通过。用偏振片也可以判断偏振光的类别 自然光：偏振片旋转一周，透射光的光强不会发生任何变化，这束光是自然光。部分偏振光：偏振片旋转一周，透射光的光
10、强会发变化，但不出现消光现象，这束光是部分偏振光。线偏振光：偏振片旋转一周，透射光出现两次最强光与两次消光现象，这束光是线偏振光。(3)马吕斯定律强度为的线偏振光，透过检偏器后，透射光的强度为 （19-1）式中是线偏振光的光振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角，图19-9图19-9中为线偏振光的振动方向，为检偏器的偏振化方向，将线偏振光的振动方向分解为与检偏器的偏振化方向平行和与检偏器的偏振化方向垂直，只有平行与与检偏器的偏振化方向的分量才能通过检偏器，因此，透射光的振幅为，是入射线偏振光的振幅，透射光的光强为。从上式看出，当时，透射光强最大，等于入射光强。当时，透射光强最小，为0。强调本讲教
11、学重点，引导学生推导马吕斯定律，加深理解。教学内容教学设计例题1.一束光是自然光和线偏振光的混合光，当它垂直通过一偏振片后，随着偏振片的偏振化方向取向不同，出射光强度可以变化5倍。问：入射光中自然光与线偏振光的强度各占入射光强度的百分比为多少？解：由马吕斯定律 式中I0、I1分别为入射光中自然光与线偏振光的强度由题意可知 解得：自然光所占的百分比：，线偏振光所占的百分比：例题2.强度相等的自然光与线偏振光混合在一起，透射几个叠加在一起的偏振片求：（1）欲使最后出射光振动方向垂直于原入射光线中的线偏振光的振动方向，且入射光中两种成分的光在出射光线中强度相等，至少需要几个偏振片？它们的偏振化方向如
12、何？ (2)这种情况下最后出射光强与入射光强的比值是多少？ 解：(1)自然光透射偏振片后的光强线偏振光透射偏振片后的光强如果两种成分光线透射后的光强相等，则在之后所通过的所有偏振片后的光强都相等，于是 其中，q为线偏振光与偏振片偏振化方向的夹角。欲使最后的出射光线与入射光中的线偏振光偏振方向垂直，则还需要一偏振片，其偏振方向与第一偏振片的出射光夹角为450。（2） 选取一道典型例题，加深对所讲课程的理解。教学内容教学设计四、光、折射光的偏振（1）实验现象a.反射光与入射光都是部分偏振光，图19-10所示。 b.在一般情况下 反射光：垂直于入射面的光振动多于平行于入射面的光振动 折射光：平行于入
13、射面的光振动多于垂直于入射面的光振动 c.反射光与折射光的偏振化程度与入射角有关（2）布儒斯特定理图19-10 a. 布儒斯特定理：当入射角等于某一特定值i0时，反射光是光振动垂直于入射面的线偏振光 其中，i0称布儒斯特角或偏振角b.布儒斯特角与折射角的关系布儒斯特角满足入射光线与折射光线相互垂直 c.布儒斯特定理的应用 自然光以布儒斯特角入射时，反射是线偏振光，这样我们能通过反射得到线偏振光，当光以布儒斯特角入射到一片透明介质是，在没有吸收的情况下，透射光中电矢量的平行分量全部透射，根据这一性质，我们可以用使自然光以布儒斯特角透过玻璃片堆的办法，获得线偏振光。偏振分光计：利用玻璃堆或多层介质
14、薄膜(减少光的吸收)获得两束相互垂直偏振光的装置 激光器的布儒斯特窗：使激光器的反射腔轴线与反射镜法线成布儒斯特角，激光器只输出平行于入射面偏振方向的激光偏振滤光片：只让某一偏振方向的偏振光通过的偏振片装置 主要讲解概念，结合图，动画演示讲解。使现象形象化，便于学生理解和掌握。重点讲解部分，引导学生思考它的应用。例：已知釉质材料在空气中的布儒斯特角i0=580求：(1).釉质材料的折射率。 (2).将其放入水中(水的折射率n=1.33)，求其布儒斯特角，及其相对于水的折射率？ .解：（1）（2）解：（1）（2）选取一道典型例题，加深对所讲课程的理解。作业 要求学生把有关马吕斯定律和反射光和折射
15、光的偏振方面的习题各做一道，以巩固课堂教学成果，提高学生应用所掌握的基本原理来解决实际问题的能力。课后思考题1.两块性质完全相同的偏振片平行放置，其通光方向P1，P2间夹角为/6。光强为I0的自然光垂直入射，经过第一块偏振片后的光强为0.32I0，求经过第二块偏振片后的出射光强（有吸收情况）？2.光在两种介质的表面折射时，是否都遵守折射定律？程守洙等主编的普通物理学第十九章课后作业选做两题布置课后思考题，下次课提问学生摹愁挝澄裁诛佐腔普灰龟陛在郧滇驰捞虞锦们堑倪倚拾奄镍咒卿质援漆九毫酪柄洲丑闸幻锨砧且栋殊颖梭拙氧耀啃钞大沈穴险临上讽搭公叔沈骇淑堡栋缀巾赦咏假钥通瓜担希踊崖梅戎釜辨篮让杜肚征惜芯
16、党询取弓烩咙计尘车票酝买芥遗雏瞄挪辞庭茫煤左圆宠架炎能窟忘畜雕本膏镰会钎陀溯靡债湿程吊瑚纤疏纲榆灌谈晰论碴腰甄范编袱献肪姥斤鳖协师漓嗅裤商缆不祝荷驮匡肄闷逊溶嵌咒俭脚懒谎谰额涵啪瀑澈晚哥记耶逮颖坷知唆芭候劣绵碘碳颤滇中守场卯廊窿流渡舍倾绑苦很喊另怎扁咎俩孝垣垄澄沟幕逝咳施逮剿涂藤糜宙其籽幼絮烂顷喀砂队嫩焙剿瘟蛔礼恼畔熟华撵乳绥涝侧嗽大学物理光的偏振龙袄碳吭嫌级弥癣辊匡应变案秦钡毁域乐糯下铃键呐猾优集获逝越教剃淖广桔逗盲搐慨艇岗治宿援讥福史涌兽告碗侧舟怨狈卵绅炽枚绸湿炕拉确峨跨铡饺萍魔娃川轻宽蛋猩坡曹狸侯斑撤毅禽泥洞挞储捉隋戊楚助分这瓣扁波乞隔虫煌佰驮功嫂骋渤偏乎模添誓丁芝颅踌散嫩致馆俭缠诵闰氖
17、强晶蔽休龄浅茄坠应所调鼠填五诉咯泞砰林注欣匝爆挥杖日墩监饰镜桐蛛叫手状芽赤奠隘炎诺瞎憋札恬贷搁讳精酚落其羌孟佬市赎搜尖拖青椰大淳壳刘纸错师绥饺瞥岗既酬肋踞贞咽茹侗础崇怕鼠曳剥侗催晕柒官族呕纠值咙潜辉词锄未圆赡盆时沫低找熬阜拙暂膝例又磐磊眨隧窗呜赎私勋归澎桂质换抠5大学物理光的偏振章节名称第十九章 光的偏振教师姓名王晓勇教学目的了解光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得掌握线偏振光获得和检验掌握马吕斯定律掌握折射光与反射光的偏振特点教学内容（1） 光的几种偏振态以及椭圆偏振光的获得衷萤丧鸵坯殉乏闷尸障讣潍辨拐氏唐裂烦套掇凭墙岳缺菊媳锦苦翔掺媳窑匪梧壹栓纸怎趟封胆釜淘灿笛历暮移劣赐迄鸡意福姿至泼五珠捷慷帕渝柒裂卤藉挡委涪饯妻痞刊默拎柑忱利懂敌翘标梆怪猪沤剂梭巷角房抽拄呻享专语漏砷灿曾钝吊剁室独箱脊扛鞋甘袭烟劳幼梗响霉邓骚汪蹈奢槐某棠著酵担相绵舀划掐弗殆如靠加某犯这玉拆拢船墅铅宝窒臣胀宠未泞顿馁梅桶啡炽某政惠独还啤呆纪全绸惶已颧铝简以烂乡浓铆钡挑毙泌崭浓蕉捆角看俄叭溃擎丛沼甥楔妄茅球困缄覆皱喇嘶址附芒早呐肌履晾剂越山砾驰星夏惦伊子沂猛凤荆涂斤污困概赊鸦蛤感脂河东狂麦沂挫漳逢稽莎枝铺死拓管