《分振動面干涉》ppt課件

1、分振動面干涉分振動面干涉3. 會聚偏振光的干涉會聚偏振光的干涉1. 平行偏振光的干涉平行偏振光的干涉2. 偏振干涉濾光器偏振干涉濾光器 5-9 偏振光的干涉偏振光的干涉-干涉色干涉色(Interference colors) P2條件：頻率一樣、振動方向一樣、位相差恒定一、 偏振光干涉典型的實驗安裝 在兩塊共軸的偏振片P1 和P2 之間放一塊厚度為d的波片，光軸方向如圖xoP1y光軸方向E1dzP1 的作用：獲得線偏振光波片的作用：將入射的線偏振光分解成兩束相互垂直的、有 固定位相差的線偏振光P2 的作用：把兩束線偏振光引到同一方向上來yP1P2二、 線偏振光干涉的強度分布設P1 與y波片光軸

2、的夾角為，P2 與y的夾角為A1AeAoA2e過P1 后振幅為 A1過波片后分為sin1AAocos1AAeA2o過P2 后振幅為 sinsinsin12AAAoocoscoscos12AAAee設兩振動為相關的，位相差為 ，合振動強度為cos22222222eoeoAAAAAI2sin21cos22sin4)(222222eoeoAAAA2sin2sin2sin)(cos2221 A)cos(coscossinsin關于 的討論兩部分組成 由波片引起的位相差dnneo)(2 由P1 和P2 的相對透振方向引起的位相差yP1P2A1AeAoA2eA2o1、P1 和P2 在一樣的象限內，A2o和

3、A2e 方向一樣，無附加光程差2、P1 和P2 在不同的象限內，A2o和A2e 方向相反，附加光程差為0)(20dnneoP1P2yA1A2eAoAeA2o關于光強I 的討論2sin2sin2sin)(coscos22221222222AAAAAIeoeo P1 和P2 的透振方向相互平行2sin2sin1 2221/ AI45cos1 22sin1 21221/AAI2sin2sin2221AI P1 和P2 的透振方向相互垂直2留意：取銳角，為負角sincossinsin112AAAocossincoscos112AAAeeoAA222cos2sin)cos1 (sincos2222122

4、21AAI45)cos1 (221AIyP2P1普通情況下常量21/AII以z為軸旋轉波片，改動y相對于P1和P2的方向用單色光照射yPxoPE1dz P1 和P2 的透振方向相互平行23,2, 0I/ 取極大45,43,4I/ 取極小 恒定no-ne變化很小波片厚度 d 確定，極值條件 P1 和P2 的透振方向相互垂直yPxoPE1dz以z為軸旋轉波片，改動y相對于P1和P2的方向 恒定no-ne變化很小波片厚度 d 確定，23,2, 0I=0，取極小45,43,4I取極大極值條件用單色光照射波片厚度 d 確定，用不同波長的光入射時，透射光的強弱隨波長的不同改動。三、 色偏振略四、 偏振光干

5、涉條紋的構成在前面的實驗安裝中，視場中只需均勻的亮暗或顏色變化為什麼？，要察看到條紋，須把波片換成劈尖形的。yPxoPE1dz P1 和P2 的相互垂直，用單色光照射時，與d有關 明暗條紋條件)3 , 2 , 1(2)(2kkdnneo)3 , 2 , 1() 12()(2kkdnneo1cos1cos 暗條紋明條紋).cos1)(2(sin420II討論討論1:出射光強與出射光強與 有關，與有關，與有關有關, 1cos, 0I出射光強為零出射光強為零.假設假設 一定一定.k2當當時時(波長片波長片)，(a)(b)當當) 12(k(半波片半波片)時時, 1cos,2sin)2/(20II出射光

6、強最大出射光強最大.討論討論2: 固定不動固定不動.(波長片波長片), 1cos, 2/0/II 出射光強最大出射光強最大., 1cos, 2/ )2sin1 (20/ II出射光強最小出射光強最小. k2時時,當當(a) 12(k(半波片半波片)時時,(b) 當當由于由于M和和N垂直與平行兩種情況下垂直與平行兩種情況下, 相關光相位差差相關光相位差差, 所以對于給定的晶體薄板所以對于給定的晶體薄板, 在垂直時出射光為干涉最大在垂直時出射光為干涉最大,而在平行時卻為干涉最小而在平行時卻為干涉最小;反之依然反之依然.且有且有. 2/0/III這兩種情況光強互補這兩種情況光強互補. 假設用白光作光

7、源假設用白光作光源, , 對于同一厚度的波片對于同一厚度的波片, , 垂直時出射光顏色與平行時出射光顏色互補垂直時出射光顏色與平行時出射光顏色互補, ,即即兩種情況下的出射光加起來為白光兩種情況下的出射光加起來為白光. .在由垂直向在由垂直向平行過度時平行過度時, ,出射光顏色會發(fā)生忽然的變化出射光顏色會發(fā)生忽然的變化, ,這種這種景象叫做色偏振景象叫做色偏振. .劈尖晶片的等厚干涉花樣劈尖晶片的等厚干涉花樣晶片晶片CM偏振片偏振片N偏振片偏振片I0(鈉鈉)自然光自然光(3) 等厚干涉等厚干涉當偏振光的干涉安裝中的晶片厚度不當偏振光的干涉安裝中的晶片厚度不均勻時，具有一樣厚度的地方，將產生同均

8、勻時，具有一樣厚度的地方，將產生同樣的干涉光強，構成等厚干涉花樣樣的干涉光強，構成等厚干涉花樣2. 2. 偏振干涉濾光器和太陽色球察看偏振干涉濾光器和太陽色球察看 天體輻射，因種種緣由而具有各種偏振態(tài)所以，天體輻射，因種種緣由而具有各種偏振態(tài)所以，對天體輻射偏振態(tài)的丈量，對了解天體的物理形狀，對天體輻射偏振態(tài)的丈量，對了解天體的物理形狀，研討天體的輻射機制，以及天體輻射經過的物質等都研討天體的輻射機制，以及天體輻射經過的物質等都有重要的意義例如：有重要的意義例如：由日冕的偏振態(tài)的丈量，可以求日冕內部電子密由日冕的偏振態(tài)的丈量，可以求日冕內部電子密度和溫度的分布度和溫度的分布. . 丈量因天體磁

9、場作用下被分裂的丈量因天體磁場作用下被分裂的光譜散射光的偏振，可以測天體的磁場光譜散射光的偏振，可以測天體的磁場. . 丈量行星大丈量行星大氣散射光的偏振，可以獲得行星大氣組成的情況氣散射光的偏振，可以獲得行星大氣組成的情況. . 通常在亮堂多色的光球背景上，無法觀測到弱通常在亮堂多色的光球背景上，無法觀測到弱的色球層和日冕層，所以要用單色光察看的色球層和日冕層，所以要用單色光察看適宜色球察看的波長有：適宜色球察看的波長有：656.2nm(H線線),393.4nm(Cak線線)，396.8nm(Ca線線),He, 587.5nm(D3線線),Mg,518.3nm(b1線線)等等P1P1P2P2

10、P3P3P4P4P5P50000000000000000000045450 045450 045450 045450 0C1C1C2C2C3C3C4C4里奧型偏振干涉濾光器構造四級：里奧型偏振干涉濾光器構造四級：上圖中為波片，為偏振片圖下方的箭上圖中為波片，為偏振片圖下方的箭頭標出了它們的透振方向或光軸方向頭標出了它們的透振方向或光軸方向dP1P1P2P20000000045450 0C1C1第一級里奧單級：第一級里奧單級：出射光強分布出射光強分布: :.2cos)cos1 (1211I,d)nn(221eo11波長滿足波長滿足 1 1，即：，即：), 2 , 1(k,kd)nn(1eo波長滿

11、足波長滿足 1 1，即：，即：,2/1kd)nn(1eo的光全部濾掉，其他的光全部濾掉，其他波長都被減弱波長都被減弱. . 曲線曲線全部透過：全部透過：第二級里奧單級第二級里奧單級P3P3000045450 0C2C2,2k滿足下式的波長全部透過，滿足下式的波長全部透過，), 2 , 1(k,2/1kd)nn(22/1kd)nn(1eo2eo滿足下式的波長全部濾掉：滿足下式的波長全部濾掉：,kd)nn(2kd)nn(1eo2eo其他波長都被減弱其他波長都被減弱. . 曲線兩級里奧單級串接，光強分布為各級透射光強的積兩級里奧單級串接，光強分布為各級透射光強的積: :.)2(sin)22(sin2

12、cos2cos121222212IN N級里奧濾光器串接，光強分布為：級里奧濾光器串接，光強分布為：.)2(sin2)22(sin)2cos()2cos()2cos(12212221NNNI類似多光束光強分布，級次愈多，得到的透射帶寬愈窄類似多光束光強分布，級次愈多，得到的透射帶寬愈窄. . 曲線第一級光第一級光強分布強分布/13245/13245第二級光第二級光強分布強分布/13245第三級光第三級光強分布強分布/13245第四級光第四級光強分布強分布/13245四級總光四級總光強分布強分布 前往 前往 前往C晶體薄板3.會聚偏振光的干涉會聚偏振光的干涉1L2L1P2P偏振片偏振片P1的的P

13、2 透振方向垂直，入射平行光經過透透振方向垂直，入射平行光經過透鏡鏡L1會聚在晶體中，透鏡會聚在晶體中，透鏡L2又將其變?yōu)槠叫泄馐渡溆謱⑵渥優(yōu)槠叫泄馐渡涞降絇2 上在上在P2 后可以看到與后可以看到與P2 平行及垂直的黑十字和平行及垂直的黑十字和以透鏡光軸為中心的同心明暗相間的圓環(huán)，前者稱等旋以透鏡光軸為中心的同心明暗相間的圓環(huán)，前者稱等旋線，后者稱等色線線，后者稱等色線1P2Pooee等旋線十字暗線)在P1P2 透振方向上晶體中會聚線偏晶體中會聚線偏振光振動面沿振光振動面沿P1方向，豎直平面方向，豎直平面內的光線只分解內的光線只分解出出e光，程度平面光，程度平面內的光線只分解內的光線只分解出出o光，但都不能光，但都不能過過2，因此構成，因此