复习3光学.pptx

干涉条件干涉条件明纹明纹暗纹暗纹杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验干涉条件干涉条件S S2 2S S1 1D Dd dx=D x=D tgtgsinsin=tg=tg=d=d sinsin=dx/D=dx/D（亮纹）（亮纹）x xo o（暗纹）（暗纹）r r1 1r r2 2加强加强抵消抵消条纹间距条纹间距 条纹间距条纹间距相等相等光程光程 按相位变化相同把介质中的按相位变化相同把介质中的 路程折算到真空中去的路程路程折算到真空中去的路程。d d求如图求如图S S1 1和和S S2 2的光程差的光程差s s1 1s s2 2P P光程改变量光程改变量d dx x(2).(2).光程光程xnx=折射率折射率nXSummary(Summary(1).1).介质中介质中频率不变，波速u、波长波长变小变小n倍倍把介质中的几何路程折算到真空中。把介质中的几何路程折算到真空中。nx=薄膜干涉薄膜干涉e e 是空气中的波长，是空气中的波长，若膜中间是空气，若膜中间是空气，n n1 11 1）薄膜）薄膜位相差位相差:垂直入射垂直入射干涉条件：干涉条件：亮纹亮纹 k=1,2,k=1,2,.暗纹暗纹 k=0,1,2.k=0,1,2.劈劈2 2）劈）劈 位相差位相差:垂直入射垂直入射很小很小反射点反射点e e干涉条件：干涉条件：3 3）迈克尔逊干涉仪）迈克尔逊干涉仪光的衍射光的衍射1 1、单缝的夫琅禾费衍射、单缝的夫琅禾费衍射*S S f f f f a a 透透 镜镜L L 透镜透镜L Lp pA AB B缝平面缝平面观察屏观察屏0 0 (缝缝宽宽)S:S:单色光源单色光源 :衍射角衍射角半波带法半波带法相邻两半波带发射的相应光线在相邻两半波带发射的相应光线在P P点的光程差为点的光程差为/2;/2;两个两个“半波带半波带”上发的光在上发的光在P P 处干涉相消形成暗纹。处干涉相消形成暗纹。a a半波带半波带半波带半波带/2/2偶数个半波带，暗纹偶数个半波带，暗纹奇数个半波带，明纹奇数个半波带，明纹(中心中心)中央明纹中央明纹(中心中心)1 122 /a a-(-(/a a)2(2(/a a)-2(-2(/a a)sinsin 0.0470.0470.0170.017 1 1I I/I I0 0 0 0相对光强曲线相对光强曲线0.040.047 70.010.017 7*中央明纹中央明纹:x xI I0 0 x x1 1x x2 2衍射屏衍射屏透镜透镜观测屏观测屏x x0 0 f f 1 1时，时，角宽度角宽度线宽度线宽度*第一级明纹线宽度第一级明纹线宽度：瑞利定义：瑞利定义：恰能分辨的两光源的衍射图象中心的距恰能分辨的两光源的衍射图象中心的距离，等于中央亮斑的半径，两中心角宽为离，等于中央亮斑的半径，两中心角宽为1.221.22l/l/D。2 2、瑞利判据、瑞利判据a a、不能分辨、不能分辨b b、恰能分辨、恰能分辨c c、能分辨、能分辨最小分辨角最小分辨角D DDS1S2分辨率分辨率1/1/D D是最小分辨角的倒数。是最小分辨角的倒数。与与D D成正比，与成正比，与l l成反比。成反比。3 3、光栅光栅d d反射光栅反射光栅d d透射光栅透射光栅a a是是透光（或反光）部分的宽度透光（或反光）部分的宽度d=a+b d=a+b 光栅常数光栅常数b b 是是不透光不透光(或不反光或不反光)部分的宽度部分的宽度2 2）光栅常数光栅常数1 1）种类：种类：3 3）光栅衍射）光栅衍射（1 1）多光束干涉）多光束干涉o oP P焦距焦距 f f缝平面缝平面G G观察屏观察屏透透 镜镜L L d dsinsin d d k k=0,1,2,3=0,1,2,3光栅方程光栅方程明纹明纹(主极大主极大)条件：条件：（2 2）光栅衍射）光栅衍射 为整数比时，会出现缺级为整数比时，会出现缺级I I单单sinsin 0 0I I0 0单单-2-2-1 11 12 2(/a)/a)I IN N2 2I I0 0单单sinsin 0 04 48 8-4-4-8-8(/d)/d)单缝衍射单缝衍射 轮廓线轮廓线光栅衍射光栅衍射光强曲线光强曲线N=4N=4d=4ad=4asinsin N N2 2sinsin2 2N N/sin/sin2 2 0 04 4-8 8-4 48 8(/d d)多光束干涉光强曲线多光束干涉光强曲线光的偏振光的偏振*检偏检偏用偏振器件分析、检验光的偏振态用偏振器件分析、检验光的偏振态I I?P P待检光待检光线偏振光线偏振光 I IP P偏振化方向偏振化方向 (透振方向透振方向)2 2、偏振片的起偏和检偏偏振片的起偏和检偏 非偏振光非偏振光I I0 0光的偏振光的偏振*起偏起偏 1 1、*自然光和偏振光的定义自然光和偏振光的定义自然光自然光光矢量分布各向均匀光矢量分布各向均匀各方向光振动的振幅各方向光振动的振幅相同相同（在垂直于光传播方向的平面内）（在垂直于光传播方向的平面内）3 3、马吕斯定律、马吕斯定律 I0IPP E0 E=E0cos 马吕斯定律马吕斯定律消光消光4 4、反射和折射时光的偏振、反射和折射时光的偏振i i=i i0 0 时，反射光只有时，反射光只有S S分量分量i i 0 0 布儒斯特角布儒斯特角或或 起偏角起偏角i i0 0 +r r0 0=90=90O O 由由 有有布儒斯特定律布儒斯特定律n n1 1n n2 2i i i ir r自然光反射和折射自然光反射和折射后产生部分偏振光后产生部分偏振光n n1 1n n2 2i i0 0i i0 0r r0 0线偏振光线偏振光S S起偏振角起偏振角一、一束光强为I0的自然光相继通过由2个偏振片，第二个偏振片的偏振化方向相对前一个偏振片沿顺时针方向转了600 角，问透射光的光强是多少？如果入射光是光强为I0的线偏振光，透射光的光强在什么情况下最大？最大的光强是多少？二、有一每毫米800条刻痕的光栅，其缝宽为a=2.510-4mm，透镜焦距为1m,用波长为6000的平行单色光垂直照射在光栅上，试问：（1）单缝衍射中央明纹角宽度为多少？（2）在单缝衍射中央明纹宽度内可以看见多少条干涉主极大明纹？两个偏振片平行放置，使它们的偏振化方向间的夹角为60，（1）自然光垂直入射后，其透射光强与入射光强之比是多少？（2）若在两个偏振片间平行插入另一偏振片，使其偏振化方向与前两个偏振片均成30，则透射光强与入射光强之比是多少？四、如图所示，用单色光l=6000做杨氏双缝实验，在光屏处产生第六级亮纹，现将折射率n=1.5的玻璃片放在其中的一条光路上，此时P处变成中央亮纹的位置，则此玻璃片厚度d是多少？第5题