如何 判断光源中的左旋圆偏振光光为左旋还是右旋

有一种称为手性材料的光介质,当激光从空气射入这种材料的时候,将会分离出两种光,一种是左旋圆偏振光,其折射率为
;另一种是右旋圆偏振光,其折射率为
,其中n o 为选定材料_百度作业帮
有一种称为手性材料的光介质,当激光从空气射入这种材料的时候,将会分离出两种光,一种是左旋圆偏振光,其折射率为
;另一种是右旋圆偏振光,其折射率为
,其中n o 为选定材料
有一种称为手性材料的光介质,当激光从空气射入这种材料的时候,将会分离出两种光,一种是左旋圆偏振光,其折射率为
;另一种是右旋圆偏振光,其折射率为
,其中n o 为选定材料的折射率,k为大于零的参数(n L 和n R 大于1),则
A.在这种介质中左旋光的速度大于右旋光的速度
B.左旋光的折射现象比右旋光明显
C.k越大,左旋光与右旋光分离的现象越明显
D.当左、右旋光从该材料射向空气时,左旋光的临界角小于右旋光的临界角
由左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的折射率表达式可知,n L 小于n R ,折射率越小,介质中的光速越大,折射现象越不明显,射向空气时的临界角越大,故A正确,B、D错误;k越大,左旋光与右旋光的折射率差的越多,分离现象越明显,故C正确。
本题考点:
问题解析:大学物理实验指导书(电子版)68-第9页
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大学物理实验指导书(电子版)68-9
②以光线为轴先转动C使消光,然后使B转过360度;③再将C从消光位置转过15、;5.区分偏振光与自然光;椭圆偏振光与部分偏振光;通过以上手段,可以一般区分开线偏振光与其它状态的;利用所给的光源和装置,尝试鉴别不同光源:;①圆偏振光与自然光;②椭圆偏振光与部分偏振光;③判断光源中的圆偏振光为左旋还是右旋;四.参考数据;2.消光(自然光源);
②以光线为轴先转动C使消光,然后使B转过360度观察现象③再将C从消光位置转过15、、90度,每次都将B转过360度,观察实验现象,记录实验结果5. 区分偏振光与自然光;椭圆偏振光与部分偏振光通过以上手段,可以一般区分开线偏振光与其它状态的光,但是对圆偏振光与自然光 椭圆偏振光与部分偏振光之间用一片偏振片是无法区分开它们的。如果再提供一片1/4波长片C加在检偏的偏振光前,就可以鉴别。利用所给的光源和装置,尝试鉴别不同光源:① 圆偏振光与自然光② 椭圆偏振光与部分偏振光③ 判断光源中的圆偏振光为左旋还是右旋 四.参考数据2.消光(自然光源)3.三片偏振片的实验(自然光源)4.圆偏振光与椭圆偏振光的产生第一片偏振片0度,第二片偏振片中间插入一片1/4波长片,将波长片转动15度,30 实验十七 光纤传输技术 一.实验目的1.学习音频信号光纤传输系统的基本结构及部件选配原则2.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试3.学习分析音频信号集成运放电路的基本方法4.训练音频信号传输系统的调试性能 二.实验原理光纤是光导纤维的简称,光纤是利用光的全反射现象制造的导光器件,它可使光束沿着弯曲的光纤路径传播。常用制成纤维丝的光纤有石英光纤,塑料光纤等,其结构分两层,内层为纤芯,直径几微米到几十微米;外层称包层,其材料的折射率n2小于纤芯材料的折射率n1,包层外面常有塑料外套保护光纤。由于n1?n2,只要入射光纤头上的外来光满足一定角度要求,就能在光纤的纤芯和包层的界面上产生全反射,通过连续不断的全反射,光波就从光纤的一端传输到另一端。光纤的主要参数有数值孔径和衰减,数值孔径是反映光纤接收入射光能力的一个参数,用NA表示,NA越大,接收光能力越强。NA?N0sin??2(n12?n2),其中N0为光纤头外面介质的折射率,?为光纤头对光的最大接收角,既能在光纤内产生全反射的最大入射角。衰减是以每公里距离上光能的衰减分贝数来表示:分贝/公里dB/km?(10lgP入)/L0 P出 三.实验步骤1.信号的调制与发送(1)LED传输光纤组件电光特性的测定测试电路如图17-1所示。该电路出光功率计、LED及传输光纤外,其它元件均安装在YOF―A型音频信号光纤传输技术实验仪的光信号发送器内,测量前应把传输光纤的尾端轻轻的插入光功率计的光电探头内,并小心调整其位置使之与光功率计光电探头间的光耦合最佳,使毫安表指示为20-50毫安内任一值,并观察光功率计的读数,在保持LED偏流不变的情况下,将光电探头绕同轴插孔轴线方向转动,直到光功率计的读数足够大时为止,在以后的实验过程中注意保持光电探头的这一位置不变,然后调节w1(对应着发送器面板上的“偏流调节”旋钮)使毫安表指示从零逐渐增加,每增加5毫安读取一次光功率计的指示值,直到50毫安为止。根据测量结果描绘LLED传输光纤组件的光电特性曲线,并确定其线性度较好的线段。 图17-1
电光特性测试电路 (2)LED偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的测定在图17―2中用音频信号发生器做信号源,并把其频率调为1KHz,把双踪示波器的一条输入通道跨接在Re的两端,然后在LED偏置电流为0、5mA、10mA、15mA、20mA和25mA各种情况下调节信号源的输出幅度,用示波器观察光讯号无截止畸变的最大调制幅度。 图17-2 LED的驱动和调制电路(3)光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定见图17-3,在保持调制放大器输入端信号不变的情况下,在20Hz~20kHz的频率范围内改变信号源频率,用双踪示波器观察放大器输入端和输出端波形的峰-峰值。由观察结果绘出幅频特性曲线,确定出带宽和增益并于理论计算结果进行比较。 图17-3 硅光电二极管光电特性的测定 四.参考数据 实验十八
激光全息照相一.实验目的1.初步了解全息照相技术的原理2.掌握拍摄、冲洗全息照片的基本技术3.掌握再现全息照片的方法 二.实验原理光是一种电磁波,由表征它的方程y?Acos(?t??)可以知道,它具有振幅A和位相?t??两个信息。光波的记录和再现,就必须将光波的这两个信息,即振幅和位相完全的反映出来。全息照相合普通照相不同,它利用了光的波动性,不仅能够记录和再现光的强度(振幅的平方),而且还能记录和再现光的位相分布,所以观察全息照片时,看到被摄物是三维立体的,形象逼真。全息照片的摄制包括记录和再现两个过程。1.全息照片的记录―光的干涉根据光的干涉理论,干涉条纹的亮暗对比程度反映了参与干涉的两束光波的相对程度的差别。当一束光波的强度分布均匀,那么不同部位干涉条纹的亮暗对比程度就反映了另一束光波的强度分布。而干涉条纹的疏密程度则反映了参与干涉的两束光波相位上的差别。为了形象地了解全息照相记录情形,我们以最简单的一个物点干涉为例说明(如图18-1所示)。图(a)中参考光波B是平面波,一个物点发出的光波是球波,所以参考光与物光在感光板上交叠形成复杂的同心圆环状干涉图样,我们称它为一个物点的全息图。感光板经过冲洗后,亮条纹形成不透光的圆环,暗条纹形成透光的圆环。而且离圆心越远,相邻透光间距越来越小,所以我们通常把一个物点形成全息图看作一组光学带片。波带环的圆心位于该物点至感光板的垂线垂足处。一个物体由无数个物点组成,所以一个物点的全息图是许多圆环状波带片的组合。在离圆心较远处的物光可看作平行光束,它与参考光的交角为?,,按干涉理论,那里产生的干涉条纹的间距将是d??/sin?(18-1)。 图18-1
一个物点的拍摄记录推荐的显影液:D-19,显影时间:少于3分钟。定影液:F-5;定影时间:20分钟。2.全息照片的再现―光的衍射由于在全息照片上记录的不是被摄物的直接形象,而是复杂的干涉条纹簇,所以在观察时要采用特定的再现手段,利用光的衍射实现,光路图如图18-2所示。 图18-2
一个物点的再现 光栅衍射公式:dsin??K?(K?0,?1,?2?)(18-2)式中?是衍射角,K是衍射光级数,对于第一级衍射光有sin?1??/d,与(18-1)式比较得:???(18-3)。此式说明经过光栅衍射的第一级光,它的方向与形成该处的干涉条纹的物光方向完全一致,进一步分析指出第一级衍射光波的位相也与物光的位相相同。3.全息照片的特点(1)全息照片再现出来的被摄物形象逼真,而且都是三维立体。(2)全息照片具有可分割的特性,即使去全息照片的任意一小块,都能再现原物的完整形象。(3)一张感光片可多次记录,重叠曝光,可使多个物体的全息图记录在一张全息照片中。(4)全息照片所再现出的被摄物像亮度可以改变和调节。(5)全息照片再现的景象范围很大。(6)全息照片没有正片和负片之分,再现时,仍可获得与母片一样的再现形象。(7)全息照片中记录的光学信息可以互换。(8)全息照片中记录的物象,可以方便的放大和缩小。 三.实验步骤1.检查全息防震台的方针和稳定性。2.按图18-3的实验光路,安排并布置元件,拍摄所给静物的全息照片。3.调节开关定时器,曝光时间30-60秒,关上光源使室内全黑,让激光光源的光开关K合上,把全息干板安装在H处的干板架上。4.人员停止活动,静待1-2分钟,工作台稳定后,按动定时器开关,使干板曝光。5.将已曝光的干板放在D-19显影液显影,随时在绿灯下观察,当感光片夹持处出现黑白界线即停止显影,把干板放在F-15定影液定影15分钟。把定影好的干板放入缓慢流动的清水中冲洗30分钟。6.观察所摄得全息照片的再现物像。(1)观察虚像:利用图18-4所示再现光路,将全息照片按拍摄时相同的方位,眼睛贴近全息照片,透过照片向拍摄时物体放置的方向观察,既可寻得再现虚物象。(2)观察实像:将未经扩束的激光直接按拍摄时参考光的入射方向直接射向全息照片的背面,利用毛玻璃屏观察再现实像。 四.注意事项1.绝对不能用眼睛直视未扩束的激光束,以免造成视网膜永久性损伤。2.激光器及电源实验老师已经调好,不得调动。3.拍摄时使用的光学元件应保持清洁,切勿自己擦拭。4.在曝光时,切勿触及全息防震台,人员不许走动说话。5.照相暗室中显影、水洗、定影等的条件和操作顺序应严格按照规定进行。 包含各类专业文献、各类资格考试、中学教育、外语学习资料、行业资料、文学作品欣赏、大学物理实验指导书(电子版)68等内容。 
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光的偏振(polarization of light)振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振,它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志。电矢量振动的空间分布对于方向失去对称性的现象叫做光的偏振。只有横波才能产生偏振现象,故光的偏振是光的波动性的又一例证。在垂直于传播方向的平面内,包含一切可能方向的,且平均说来任一方向上具有相同的,这种横振动对称于传播方向的光称为(非偏振光)。凡其振动失去这种对称性的光统称偏振光。
此现象可证明光为
1、线偏振光
在光的传播过程中,只包含一种振动,其振动方向始终保持在
同一平面内,这种光称为线偏振光(或平面偏振光)。你可以通过一个实验想象这是一种什么景象:你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上,另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。如果你现在拿绳子上下振动,绳子产生的波就会从两根竹子之间通过,并从你的手传到那棵树上。这时,那座篱笆对你的波来说是&透明的&。但是,要是你让绳子左右波动,绳子就会撞在两根竹子上,波就不会通过篱笆了,这时这座篱笆就相当于一个起偏振器件。
2、部分偏振光
光波包含一切可能方向的横振动,但不同方向上的振幅不等,在两个互相垂直的方向上振幅具有最大值和最小值,这种光称为部分偏振光。和实际上是由许多振动方向不同的组成。
当光线从空气(严格地说应该是真空)射入介质时,的正切值等于介质的折射率n。由于介质的折射率是与光波长有关的,对同样的介质,布儒斯特角的大小也是与光波长有关的。以光学玻璃折射率1.4-1.9计算,布儒斯特角大约为54-62度左右。当偏离布儒斯特角时,将是部分偏振光。
3、椭圆偏振光
在光的传播过程中,空间每个点的电矢量均以光线为轴作旋转运动,且电矢量端点描出一个椭圆轨迹,这种光称为。迎着光线方向看,凡电矢量的称右旋椭圆偏振光,凡的称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中的旋转电矢量是由两个频率相同、振动方向互相垂直、有固定相位差的电矢量振动合成的结果(见)。
4、圆偏振光
旋转电矢量端点描出圆轨迹的光称圆偏振光,是椭圆偏振光的特殊情形。在我们的观察时间段中平均后,圆偏振光看上去是与自然光一样的。但是圆偏振光的偏振方向是按一定规律变化的,而自然光的偏振方向变化是随机的,没有规律的。
1808年,马吕斯在试验中发现了光的偏振现象。在进一步研究光的简单折射中的偏振时,他发现光在折射时是部分偏振的。因为惠更斯曾提出过光是一种纵波,而纵波不可能发生这样的偏振,这一发现成为了反对的有利证据。
1811年,布吕斯特在研究光的偏振现象时发现了光的偏振现象的经验定律。
在部分偏振光的总强度中,完全偏振光所占的成分叫做偏振度。
特征:偏振度的数值愈接近1,光线的偏振化程度就愈纯粹,一般偏振度都小于1。
从自然光获得线偏振光的方法有以下四种:
1、利用反射和折射。
3、利用晶体的双折射。
4、利用散射。
另外,线偏振光可以经过波晶片产生圆偏振光和椭圆偏振光。
1. 电子表的液晶显示用到了偏振光。
两块透振方向相互垂直的偏振片当中插进一个盒,盒内液晶层的上下是透明的电极板,它们刻成了数字笔画的形状。外界的自然光通过第一块偏振片后,成了偏振光。这束光在通过液晶时,如果上下两极板间没有电压,光的偏振方向会被液晶旋转90度(这种性质叫做液晶的旋光性),于是它能通过第二块偏振片。第二块偏振片的下面是反射镜,光线被反射回来,这时液晶盒看起来是透明的。但在上下两个电极间有一定大小的电压时,液晶的性质改变了,旋光性消失,于是光线通不过第二块偏振片,这个电极下的区域变暗,如果电极刻成了数字的笔画的形状,用这种方法就可以显示数字。
偏振镜效果
2. 在摄影镜头前加上偏振镜消除反光。
在拍摄表面光滑的物体,如玻璃器皿、水面、陈列橱柜、油漆表面、塑料表面等,常常会出现耀斑或反光,这是由于光线的偏振而引起的。在拍摄时加用偏振镜,并适当地旋转偏振镜面,能够阻挡这些,借以消除或减弱这些光滑物体表面的反光或亮斑。要通过取景器一边观察一边转动镜面,以便观察消除偏振光的效果。当观察到被摄物体的反光消失时,既可以停止转动镜面。
3. 摄影时控制天空亮度,使蓝天变暗。
由于蓝天中存在大量的偏振光,所以用偏振镜能够调节天空的亮度,加用偏振镜以后,蓝天变的很暗,突出了蓝天中的白云。偏振镜是灰色的,所以在黑白和彩色摄影中均可以使用。
4. 使用偏振镜看立体电影
在观看立体电影时,观众要戴上一副特制的眼镜,这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像,制成电影胶片。在放映时,通过两个放映机,把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映,使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看,看到的画面是模糊不清的,要看到立体电影,就要在每架电影机前装一块,它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光,通过偏振片后,就成了.左右两架放映机前的偏振片的互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处,偏振光方向不改变.观众用上述的偏振眼镜观看,每只眼睛只看到相应的偏振光图象,即左眼只能看到左机映出的画面,右眼只能看到右机映出的画面,这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。
当然,实际放映立体电影是用一个镜头,两套图象交替地印在同一电影胶片上,还需要一套复杂的装置。光在晶体中的传播与偏振现象密切相关,利用偏振现象可了解晶体的光学特性,制造用于测量的光学器件,以及提供诸如岩矿鉴定、光测弹性及激光调制等技术手段。
5、生物的生理机能与偏振光
人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的,但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支单眼、两支复眼,每个复眼包含有6300个小眼,这些小眼能根据太阳的确定太阳的方位,然后以太阳为定向标来判断方向,所以蜜蜂可以准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。
再如在沙漠中,如果不带罗盘,人是会迷路的,但是沙漠中有一种蚂蚁,它能利用天空中的紫外偏光导航,因而不会迷路。
6、汽车使用偏振片防止夜晚对面车灯晃眼
远光灯是非常讨厌的,但是利用光的偏振可以解决这个问题。我们可以将汽车灯罩设计成斜方向45°的偏振镜片,这样射出去的光都是有规律的斜向光。汽车驾驶员戴一副夜间眼镜,偏振方向与灯罩偏振方向相同。如此一来,驾驶员只能看到自己汽车射出去的光,而对面汽车射来光的震动方向,正好是与本方向汽车程90°角,那样对面的车灯光线就不会再晃到驾驶员的眼睛。
当然这个设想要实现还是需要很漫长的道路的,首先世界必须制定一个统一的标准,来规定灯罩与眼镜的偏振方向;其次偏振眼镜必然会损失一部分光线,那么驾驶员的视野会受到影响;而且汽车大灯的功率都很大,其一半的能量都被偏振镜片吸收,一定会产生大量的热,对于汽车灯罩的做工,也是一个非常大的考验。 上传我的文档
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