week171波动光学复习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第五篇 波动光学,光的干涉,光的衍射,光的偏振,1,第,21,章光的干涉,一、相干光的条件,:,频率相同 振动方向相同 恒定的相差,二、杨氏双缝干涉,位相差条件,程差条件,坐标条件,明暗条件,强度分布,1,、明暗条件：,2,中，影响,“,”,的因素,几何路程,r,1,r,2,介质 “,n ”,S,1,s,2,处的位相,直接由位相反映,由光程反映,半波损失,注意,(1),3,2,、求光强的方法,解析法,振幅矢量迭加,(2),动态反映,（,A,）,装置放入介质中,（,B,）,点光源不放中间,:,（如右上图）,4,三、薄膜干涉,=,l,+,2,1,、等倾干涉,2,、等厚干涉,动态反映,动态反映：,d,等倾条纹（同心圆）,外冒,d,i,上板向上平移条纹,向棱边,移动,条纹变密并,向棱边,移动,光垂直入射时,(i =0),5,3,、牛顿环,:,模具,例,3,、（,1,）如何判 断镜头太平 或太凸？,轻压一下镜头，条纹会移动,变薄，内缩,镜头太平,(,图,b),。,变薄，外冒 镜头太凸,(,图,c),。,（,2,）图,b,、,波长,，求空气隙最大厚度,数得中心点为：,k=3,级暗纹,透镜向,上平移,气 隙,变厚,条纹,内缩,.,变薄，条纹外冒,动态反映,6,4,、迈克耳逊干涉仪,M,1,与,M,2,严格垂直,等倾干涉,M,1,与,M,2,不垂直,等厚干涉,条纹移动,N,条，光程差改变,N,，,可动镜移动,7,1,、单缝衍射,讨论：（,1,）缝上、下移动，中央明纹的位置变否？,（,2,）缝宽增加为原来的,3,倍，问,I,0,及,sin,1,如何变化？,不变,一、夫琅和费衍射,强度,第,22,章光的衍射,(,无数子波干涉的结果,),中央明纹,8,2,、双缝衍射,强度,受单缝衍射的调制,缺级,整数比时，,k,级明纹缺级，不止一条,注意,d,、,a,、,、,对条纹的影响。,3,、多缝（光栅）衍射,条纹特点,：主极大明亮、尖细，相邻明纹间有宽广的暗区（,N-1,个极小，,N-2,个次极大）,9,主极大（明纹）的位置：,强度,宽度,缺级,注意 （,1,）,深刻领会,“,光栅方程,”,的意义,如：平行光斜入射的情况,（,2,）,最高级数：由,=90,0,求得，最后一条看不见,（,3,）,总条纹数（所有可见明纹），若给出缝宽，注意,缺级,现象,10,4,、圆孔衍射,最小分辨角,分辨率,（分辨本领）：,问：孔径相同的微波望远镜,与光学望远镜哪种分辨率高？,5,、,x,射线衍射,(,布喇格衍射,),11,例,5,、光栅衍射强度分布如图 ，设,=600 nm,求：,d,、,a,、,N,及屏上条纹数目。,解：,屏幕上出现的全部明纹为,共,13,条,12,例,6,用每毫米有,300,条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝,的两种单色成分的光谱。已知,红,谱线波长 在 范围内，,蓝,谱线波长 在 范围内。当光垂直 入射到光栅上时，发现在 角度处，红蓝两谱线同时出现。,(1),在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现,?,(2),在什么角度下只有红谱线出现,?,解：,（,1,）,根据,对红光,对蓝光,红光最大级次：令,即：,红,4,蓝,6,还会重合,角度为,（,2,）,因红光最多只能看到,4,级 ，且红,2,，,4,与蓝重合，故 纯红光谱的,1,、,3,级将出现,13,第,23,章 光的偏振,一、马吕斯定律：,二、布儒斯特定律,14,n,1,n,2,i,i,r,i,B,起偏振角,i,!=,i,B,n,1,n,2,i,B,i,B,S,r,0,n,1,n,2,i,B,S,r,0,n,1,n,2,i,r,n,1,n,2,i,i,r,n,1,n,2,i,B,i,B,S,r,0,垂直分量少,垂直分量多,15,例,、让入射的平面偏振光依次通过偏振片,P,1,和,P,2,，,P,1,和,P,2,的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹 角分别是,和,欲使最后透射光振动方向与原入射光 振动方向垂直,并且透射光有最大光强,问,各应满足 什么条件,?,解：,要使透射光与入射光垂直,须,P,1,、,P,2,间夹角,设入射光强为,I,0,，,则透射光强为,要使 ，须,16,三、双折射,光轴,例,、用惠更斯原理作出双折射光路图,o,光，振动方向垂直于主平面,e,光，振动方向平行于主平面,17,四、椭圆偏振光、圆偏振光,线偏振光,k,奇数,k,偶数,正椭圆,圆,其它，,斜椭圆,/4,波片,/2,波片：,自然光、线偏振光通过它后是什么光？,(,加一偏振片后可产生干涉,),线偏,振光,经,/2,波片：造成,位相差，仍是线偏振光,经,/4,波片：造成,/2,位相差，是椭圆偏振光,自然光,经,/2,波片：还是自然光,经,/4,波片：还是自然光,18,例,、用一块偏振片和一块,/4,波片去鉴别：自然光、,部分偏振光、线偏振光、圆偏振光与椭圆偏振光,（,1,）先用一偏振片，光通过转动的偏振片后,为,部分偏振光,或,椭圆偏振光,（无消光）,（,2,）再用,/4,波片及偏振片，进一步,鉴别,：,自然光,圆偏振光,光强不变,光强变，无消光,部分偏振光,椭圆偏振光,光强变，有消光,光强变，有消光,为,自然光,或,圆偏振光,光强不变,光强改变,19,注意：（,1,）,自然光与部分偏振光中两垂直成分无恒定相位差、而圆和椭圆偏振光中两垂直成分有恒定相位差。,（,2,）,圆与椭圆偏振光（长轴或短轴平行于四分之一波片的光轴时）经四分之一波片后，两垂直成分位相差改变,例,、杨氏双缝干涉实验中，加三个偏振片，偏振化方向为,P,2,P,1,，,P,0,与,P,2,、,P,1,成,45,0,讨论,（,1,）,屏上有无干涉条纹？,屏上无干涉条纹,（,2,）,屏上各处偏振态如何？,k,时，原明纹、暗纹处为,线偏振光,(2k+1),/2,时，处为椭圆或,圆偏振光,其他值时，为,椭圆偏振光,20,有条纹,(5),若去掉所有的偏振片,屏上有无条纹,?,有条纹,（,3,）,屏前加偏振片,P,3,，,且偏振化方向,P,3,/P,0,屏上有无条纹？,有条纹，条纹位置与原来同。,(4),若去掉,P,0,屏上有无条纹,?,21,