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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. 一、 菲涅耳公式( Fresnel formula ). §. 四、用反射和折射法获得偏振光. 布儒斯特角. 线偏振光. 布儒斯特 定 律. i 0. i 0. i’ 0. i’ 0. i’ 0. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. i 0. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. ·. 玻璃片堆. 玻璃片堆.
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第三章光通过各向同性介质及其界面所发生的现象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 一、 菲涅耳公式(Fresnel formula) §
四、用反射和折射法获得偏振光 布儒斯特角 线偏振光 布儒斯特 定 律
i0 i0 i’0 i’0 i’0 · · · · · · · · · · · · · · · · · i0 · · · · · · · · · · · · · 玻璃片堆 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次反射。
. 在拍摄玻璃窗内的物体时, 去掉反射光的干扰 装偏振片 未装偏振片
· · · i0 · i0 · · · · · · i0 i0 · · 激光输出 · · M2 M1 布儒斯特窗 • 应用: 1.测量不透明介质的折射率? 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。
一般吸收 选择吸收 例如石英对可见光吸收甚微,但是对3.5~5.0 § 2 光的吸收(Absorption of Light) 1.一般吸收和选择吸收(normal absorption & selective absorption) 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。 的红外光却强烈吸收。
能量观点 d , 为吸收系数 ,式中A是一个与浓度无关 稀溶液: 2.朗伯定律 的常量,C为溶液的浓度。
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越大。 § 3 光的色散(Dispersion of Light) 1.色散的特点 色散:物质的折射率随波长改变的现象 不同物质有不同的色散率
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)
研究色散,目的是寻找 的函数形式。 正交棱镜装置 P1 P2→A’H’(光谱) ——弯曲光谱的形状。 2.正交棱镜法 三棱镜P1→AH(光谱)
正常色散曲线的信息 不同物质, 不同。 3.正常色散与反常色散(Normal dispersion and abnormal dispersion)
反常色散(MN) 3.正常色散与反常色散(Normal dispersion and abnormal dispersion) 总是与光的吸收有密切关系。 习题1~5;8~10 例6.3
为吸收系数, 为散射系数, 为衰减系数。 § 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。
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。
实验 瑞利散射定律 Rayleigh law 3.Rayleigh Scattering 白光通过浑浊物质时,沿z 方向,散射光呈 青蓝色,沿x方向,散射光呈红色。 散射光强度 紫光的散射强度大约是红光的10倍。
y D y 实验 p A’ B’ B O P x A z z D’ 4. 偏振性 自然光入射到散射物质中,观察到: 正侧方(z)线偏振 斜方向(C)部分偏振 对着x方向(x)自然光
解释 退偏振 分解成 实验现象 + 用电偶极子次级辐射可解释 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。 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 散射光强度在Oxz平面内按方向分布曲线图。
概念 解释 6.分子散射 在光学性质完全均匀的物质中,由于物 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 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。