第十一章波动光学-复件.ppt

11-1 光的相干性 光程 光学 光速和折射率 光强 单色性 三、光的相干性 光源发光机理 原子发光时间t小于10-8s. 光波列长度L=ct 同一光波列具有相同频率、振动方向相同。不同波列频率、振动方向和相位不同。 四、光程和光程差 费马原理 1657年，费马提出一条关于光传播的普遍原理： 光从空间的一点传到另一点是沿光程为极值的路径传播。 即：光的实际路径的光程与相邻路径的光程相比，只能取极小值、极大值和恒定值。 透镜改变光的方向，但不附加光程差 11-2 分波面干涉 杨氏双缝干涉 二、双缝干涉光强分布 书例11.1 三、洛埃镜实验 书例11.2 作业 11-1 11-2 11-3 11-3 分振幅干涉 （1）由 知 增大薄膜厚度，条纹向外移动，条纹半径增大。反之，缩小。 中心处，看到条纹吞吐情况。由 知，当厚度改变1/（2n)时，就从中心冒出或缩进一个圆环。 增透膜和增反膜 一束单色光垂直照射空气中一厚度均匀的透明介质薄膜时，膜的上下表面的反射光发生干涉现象。 二、等厚干涉 二、劈尖 三、牛顿环 11-4 光的衍射 一、光的衍射现象 衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 二、惠更斯-费涅耳原理 衍射的分类： 三、夫琅禾费单缝衍射 2、半波带法 3、单缝衍射公式 4、条纹位置与透镜焦距的关系 5、衍射条纹特点 作业 11.1 11.3 11.4 11.6 11.11 11.12 圆孔衍射 11-5 衍射光栅 光栅衍射 2、衍射光栅图样 3、光栅的光程差 4.光栅公式 5.缺级现象 *6.主极大间隔 7.注意光栅几点： 注意光栅几点 注意光栅几点 *三、X射线的衍射 作业 11-26 11-29 11-6 光的偏振 一、自然光与偏振光 二、起偏与检偏 三、马吕斯定律 四、反射光和折射光的偏振 例1：一双缝, 缝距d=0.40mm,两缝宽度都是a=0.08mm,入射平行光?=4800A0，在缝后透镜焦距f=2.0m . 求: (1) 在透镜焦平面的屏上, 双缝干涉条 纹的间距Dx (2) 在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝 干涉亮纹的数目和相应的级数。 光栅常数d (1)干涉条纹间距Dx Dx 等间距 例2.用500条缝/mm的光栅观察钠光谱,缝宽0.001mm,?=5893A0,最多能看到几条谱线? 解: 得k =3.4 考虑到 所以,可看到 等5条谱线。 d=1mm/500=0.002mm 缺级, 上例中，若光波以300入射到光栅上,能看到的光谱线的最高级数是多少? 最多能看到几条谱线? k=?5.1 ?最高级为5。 考虑到缺级, 所以能看到 等7条谱线。 d=d·sin30o+d·sinj P j 300 X射线是波长很短的穿透力很强的电磁波. 1912年德国慕尼黑大学的实验物理学教授冯?劳厄用晶体中的衍射拍摄出X射线衍射照片. 散射波 入射波 相邻两个晶面反射的两X射线干涉加强的条件 称为布拉格公式. , 掠射角 晶格常数 预习要点 光的衍射具有哪些特点？什么是夫琅禾费衍射？ 注意领会惠更斯-费涅耳原理的主要内容，以及由此原理处理衍射问题的基本思想. 什么是费涅耳半波带法？注意怎样用此方法分析单缝衍射图样的形成. 单缝衍射明暗纹位置如何确定？其条纹有何特点？ 光在传播过程中遇到障碍物，光波会绕过障碍物继续传播，如果波长与障碍物相当，衍射现象最明显. 衍射现象的特点： 1. 光的衍射是在一定条件下产生的光偏离直线传播并且光能在空间不均匀分布的现象. 2. 光束在什么地方受到限制，衍射图样就在什么方向铺展，且限制愈甚，铺展愈甚，即衍射效应愈强. 衍射图样向光束受到限制的方向铺展， 狭缝越窄效应越强。 绕射和干涉。 惠更斯原理----波在介质中传播到的各点，都可看成新的子波源. 惠更斯原理只能解释波的衍射，不能给出波的强度. 菲涅耳原理----波传播到某一点的光强为各个子波在观察点的干涉叠加. 菲涅耳在惠更斯原理基础上加以补充，提出子波相干叠加的概念. 波在前进过程中引起前方某点的总振动为面S上各面元dS所产生子波在P点引起分振动的总和. 菲涅耳衍射 夫琅和费衍射 在屏幕上某点P距屏幕中心O点为x，对应该点的衍射角(衍射线与缝平面法线的夹角)为?，AB间两条光线的光程差为 . P点的光强是单缝处各面元上平行光的叠加. 光源、屏与缝相距无限远，平行光的衍射. 边缘两条光线的光程差?为: a B C j BC =a·sin? j f P O 衍射角?为任意值 a B C j 将BC分割成n个l/2 ; 半波带 则单缝a被分成n个 等宽的半波带 ; G1 G2 1 2