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偏振光存在一种极细的条纹结构?
[楼主] 作者:yanghx  发表时间:2003/11/02 14:46
点击:331次

有个问题一直想搞清楚:
偏振光是否存在一种极细的条纹结构?

如果存在,现在的光显微放大技术应该可以看到的吧?
应该用一种什么样的仪器来检验这个假想呢?
我之所以提出这个问题,是因为有一个明显的事实:
衍射光栅的偏振度与光栅的线密度成正比。

这样看来可能所谓的“偏振”就是一种“极端衍射”?
即只有中间一根亮衍射条纹,
而偏振度则与这些亮条纹的密度成正比,
有全息衍射光栅(1200线/mm以上)的朋友就很清楚了,
用两块全息衍射光栅交错旋转,
就可以直接看出其偏振度已经不低了,
(注意不要用偏振镜去检验全息光栅的偏振度,原因以前说过了 )
就算用一般的300线/毫米的普通光栅也可以看出一些明暗效果,

还望对此有兴趣的朋友给予一点指点?
无尘宗禅是否也认为:偏振光存在一种极细的条纹结构?
用什么样的仪器来观察比较可行呢?

希望有人能先绘出光栅线密度与偏振度的函数关系曲线,
然后看看晶体偏振镜或偏振膜可能形成的“原子光栅”是否满足这条曲线的要求?

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 [2楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2003/11/02 15:29 

你的“极细的条纹结构”是什么含义?

按照对你问题的理解,我都解释过了。

“希望有人能先绘出光栅线密度与偏振度的函数关系曲线,
然后看看晶体偏振镜或偏振膜可能形成的“原子光栅”是否满足这条曲线的要求?” ---挺好的一个问题。这个事你不能做吗?做完后,写成论文,或许能在校刊,教学之类的杂志上刊出。即使不能刊出,作为习作也是蛮好的,在理论和实验素养方面都会有一定收获。

[楼主]  [3楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/11/03 01:50 

“极细的条纹结构”就是说:
偏振光可能是由一些很密集的亮条纹组成的,
估计现在的显微技术应该可以检验这个假想吧?

或者现在的纳米技术是否可以作出“原子光栅”呢?
记得已经可以作到原子级的微雕刻了,
具我的粗略推算,只要衍射光栅的线密度能到达100万线/毫米以上,
就可以达到接近偏振膜偏振度的效果了,
不过现在光栅的最大线密度好象只能做到几万线/毫米,
所以我觉得可能仔细研究偏振光的极细条纹结构还容易些?

 [4楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2003/11/03 08:53 

偏振不是以亮纹的宽度来定义的。
偏振现象是由于光矢量在某个方向上占主导而形成的。对于纵波,由于振动矢量只有一个方向,所以不会有偏振现象出现。如果光是纵波,那么它也能形成很细很细的亮条纹。亮挑纹的宽窄与偏振无关。对于具体的定义和现象描述你该去看光学方面的书,上面说的非常非常详细。
[楼主]  [5楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/11/03 13:16 

偏振光存在一种极细的条纹结构?
[楼主]  [6楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/11/03 13:17 

偏振度与亮纹的密度成正比?

看来你误解我的意思了,我说的是“亮纹密度”,不是宽度,
不知你是否也认同:偏振度与亮纹的密度成正比(如果存在亮纹结构的话)?

偏振度的定义是由光通量变化量来定义的, 具体的公式以前给出过了,这里就不细论了? 书我确实看了一些,不过现在是讨论一些新的现象,
比如液晶就是近些年才得以发展起来的,
其分子结构就是一种长棒状的吧?类似光栅的结构,其偏振度就较高,
有些偏振片是由“一组镶在硝化纤维中的、晶轴平行排列的硫
酸奎宁与碘的复合物晶体”组成,也类似光栅的结构,
还有一些偏振膜是使有机薄膜在成型时定向拉伸制成的,
也有用金属原子蒸汽大角度溅射成极细金属丝制成的,
再就是对称晶体“不儒斯特角”的现象,这也很简单,
只要在一张纸上画一些等间距的点阵,然后把从不同角度看过去,
就会发现点阵间距不再对称了?
总之各种人造或天然的偏振材料都离不开一种类似光栅的结构,
不一定都要具有“双折射”性质?这说明什么呢?

其实这个问题很早就有人研究了,只是局限于偏振光的旋光性上了,
这些人一开始就认识到旋光性与分子结构的不对称性有关,
这些研究还获得了2个诺贝尔奖呢,参见:
http://www.oursci.org/lib/AsimovGuide/A_Molecule/02.htm>


另外有关“全息偏振器件”可参考:
http://www.suda.edu.cn/department/jgy/technology/element.html>
我做实验用的光栅就是在这里买的,
可惜更高密度的全息光栅价格较高,有点力不从心了,
否则先绘出上次说的曲线来,总会有些参考价值的? 不过他们有关全息偏振现象的解释恐怕还有些问题, 这留待以后再说吧,

 


 

 [7楼]  作者:无尘宗禅  发表时间: 2003/11/03 13:43 

偏振与亮纹的密度没有关系,与光栅的密度会有关系。
你说得对,材料的分子排布状况可以和普通光栅类比,从而使入射的无偏振的光,出射时变成偏振光。偏振形成与光栅结构有关。只要是横波,通过有取向的周期性结构,都会产生偏振现象。这与出射光的亮条纹分布没有关系。如果光是纵波,通过有取向的周期性结构,也会产生两条纹分布。但不会有偏振现象出现。你用一块检偏器检验纵波的亮条纹分布,亮条纹(无论是密还是疏)的亮度不会随着检偏器的旋转而变化。但光是横波,亮条纹的亮度会随着偏振片的旋转而变化。

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