2022-2023学年高二物理竞赛课件：散射光偏振性的应用

散射光偏振性的应用 散射光偏振性的应用 例1. 南北极探险用： “太阳罗盘”（利用阳光散射的偏振性）辨别方向（因磁罗盘在南北极无用）. 例2. 蜜蜂靠天空光的偏振性辨别方向（蜜蜂的眼睛中有对偏振敏感的器官） 米氏散射的特点： （1）散射光的强度与入射光波长的依赖关系不很显著，因此散射光的颜色与入射光的颜色相近； （2）散射光的强度角分布随散射粒子的半径变化显著地改变。 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。 拉曼、布里渊散射 （非弹性散射） 斯托克斯 — 拉曼散射 l  大 反斯托克斯 — 拉曼散射 l  小 布里渊散射: 晶体中的声波参与了能量交换. 斯托克斯-拉曼散射 RS 布里渊散射 BS 弹性散射 布里渊散射 BS 反斯托克斯- 拉曼散射 RS RS RS BS BS 拉曼散射 在散射光中出现与入射光频率不同的散射光，这种现象称为拉曼散射。 拉曼散射光谱的特征： (1) 在与入射光角频率 0 相同的散射谱线 (瑞利散射线) 两侧，对称地分布着角频率为 0  1 , 0  2 ,… 的强度较弱的散射谱线，长波一侧 (角频率为 0  1 , 0  2 ,… ) 的谱线称为红伴线或斯托克斯线，在短波一侧 (角频率为 0 +1 , 0 +2 ,… ) 的谱线称为紫伴线或反斯托克斯线； (2) 角频率差 1 , 2 ,…与散射物质中分子的固有振动频率一致, 而与入射光的角频率 0无关。 拉曼散射和布里渊散射为研究分子结构、分子的对称性和分子内部的作用力等提供了重要的分析手段。拉曼散射已成为分子光谱学中红外吸收方法的重要补充。受激布里渊散射怎被用于产生相位共轭光,在光通信,光信息处理等激光光学中有新的应用. 散射与反射、漫反射及衍射现象的区别 1.散射与直射、反射及折射的区别——“次波”发射中心排列的不同 散射时无规则，而后者有规则。 2.散射与漫反射的区别：——次波中心的排列仍有某些不同的方向性 3.散射与衍射的区别： 衍射：因个别的不均匀区域（孔、缝、小障碍等）所形成的，不均匀区域范围大小≈。 散射：大量排列不规则的非均匀小“区域”的集合所形成的，非均匀小区域的线度<。 Ka/2 x 下面以矩形脉冲非周期函数(如矩形脉冲电信号或平面光波通过一细缝后的复振幅分布)为例,求取它的傅里叶变换及频谱图.矩形脉冲函数可表示为 它的频谱函数为 矩形脉冲非周期函数的频谱是连续谱. 波列：一定长度范围内振幅和空间角频率为常数的波。 若选波列的中点为坐标原点，它的函数形式可写为： 振幅 2L A0 实际光源发出的光波的分析 它的傅里叶分解频谱为：（振幅函数） 其强度函数：（略去常数因子） I(k) 1 0 k0 k0-π/L k0+π/L π/L k 其空间频谱图是一条连续曲线 强度的第一零值点出现在： 则可取 波列长度反比于频谱宽度 作为有效空间角频率范围，认为波列包含的诸分波的空间角频率处于这一范围内，由k=2π/λ，则用波长范围表示为： 由上两式可知,波列长度2L越长,则波列所包含的单色光波的波长范围 或有效空间频率范围 就越窄,实际光源发出的光波的单色性就越好;反之, 就越窄,其单色性就越差;当波列长度等于无穷大时, 和 等于零,就得到单色光波.实际上,由于原子间碰撞,引起发射谱线增宽,大多只能获得准单色光,即波长宽度与中心波长之比 的光波. $