1、)sin()sin(21211s1siiiiAA?)tan()tan(21211p1piiiiAA?)sin(cossin221121s2siiiiAA?)cos()sin(cossin22121121p2piiiiiiAA?一、菲涅耳公式(Fresnel formula)第三章光通过各向同性介质及其界面所发生的现象1 光在各向同性介质界面上的反射和折射 布儒斯特角布儒斯特角?2n1n2n1n线偏振光?四、用反射和折射法获得偏振光 bi1i?2i0290?iibbbininincossinsin2221?12nntgib?布儒斯特 定 律 玻璃片堆 要提高反射线偏振光的强度,可利用玻璃片堆的多
2、次反射。i0 i0 i0 i0 i0 i0 玻璃片堆.在拍摄玻璃窗内的物体时,在拍摄玻璃窗内的物体时,去掉反射光的干扰 未装偏振片 装偏振片 2.外腔式激光管加装布儒斯特窗 减少反射损失。假如封闭管子两端的玻璃窗口是垂直于管轴线 的玻璃片,那么自然光每经过一个窗口表面就 有大约4%的反射损失(96%透入)。光在M1 M2 之间每个单程要4次穿过窗口表面。这样,光来 回反射时,反射损耗太大就不能形成激光。i0 i0 激光输出 布儒斯特窗布儒斯特窗 M1 M2 i0 i0 1.测量不透明介质的折射率??应用:1一般吸收和选择吸收(normal absorption&selective absorp
3、tion)吸收很少,且在某一给定波段内几乎不变。吸收很多,且随波长而剧烈地变化。例如石英对可见光吸收甚微,但是对3.55.0 m?的红外光却强烈吸收。一般吸收 选择吸收 2 光的吸收(Absorption of Light)2朗伯定律 能量观点 xIIdd?xIIadd?稀溶液:ACa?,式中A是一个与浓度无关 d 的常量,C为溶液的浓度。?IIdaxII00dd?a?,为吸收系数 daII?e0 3 光的色散(Dispersion of Light)1色散的特点 不同物质有不同的色散率?ddnD?在同一物质的光谱中,在不同的波长区内,色散率也是不同的。物质的折射率越大,光谱展开得越宽,即D越
4、大。色散:物质的折射率随波长改变的现象 第六章 光的吸收、散射和色散(Adsorption Scattering and Dispersion of Light)6.4 光的散射(Dispersion of Light)2正交棱镜法 研究色散,目的是寻找 的函数形式。)(?fn?三棱镜P1AH(光谱)正交棱镜装置 P1 P2AH(光谱)?)(?fn?弯曲光谱的形状。3正常色散与反常色散(Normal dispersion and abnormal dispersion)正常色散曲线的信息?n?Dn,dd?dd,nn恒定不同物质,)(?fn?不同。3正常色散与反常色散(Normal disper
5、sion and abnormal dispersion)反常色散(MN)总是与光的吸收有密切关系。习题15;810 例6.3 4 光的散射(Scattering of Light)1规律 光束通过光学性质不均匀的物质时,从侧 向却可以见到光,称为光的散射。ddIIIsa?ee0)(0a?为吸收系数,s?为散射系数,?为衰减系数。2机制 光通过非均匀物质时,杂质微粒的线度一 般比光的波长小,它们彼此间的距离比波长大,而且排列毫无规则。因此,当它们在光作用下 振动时彼此间无固定的相位关系,次级辐射的 不相干叠加,各处不会相消,从而形成散射光。3Rayleigh Scattering 白光通过浑浊
6、物质时,沿z 方向,散射光呈 实验 青蓝色,沿x方向,散射光呈红色。瑞利散射定律 Rayleigh law 紫光的散射强度大约是红光的10倍。散射光强度 41?I4 偏振性 自然光入射到散射物质中,观察到:实验 正侧方(z)线偏振 斜方向(C)部分偏振 对着x方向(x)自然光 O x y z B B A A y z P p D D 用电偶极子次级辐射可解释 解释 被微粒散射时,各方向上的振幅可看成以上 两个分振动的合成。实验现象 分解成+退偏振 线偏振光照射某些气体或液体,从侧向 观察时,散射光变成部分偏振的,称为退偏 振。其机理是介质分子本身是各向异性的。5散射光的强度 设I0为沿入射自然光 x 方向的散射光强度,则从CO方向观察到散射光强度为 )cos1(20?II散射光强度在Oxz平面内按方向分布曲线图。6分子散射 在光学性质完全均匀的物质中,由于物 概念 质分子密度的涨落而引起的散射。晴朗的天空呈现浅蓝色;清晨日出或傍 解释 晚日落时,看到太阳呈现红色;正午时太阳 光,呈现白色。米氏散射与城市天空的景象。米氏散射理论在大气光学中占重要地位,它是人工降雨的理论基础。