光学第三次2012.ppt

作业：13.12~13.17 光栅常数： 衍射角 相邻两缝间的光程差： 13.8.1 光栅衍射条纹的形成 光栅的衍射条纹是衍 射和干涉的总效果。 光栅常数 ：透光部分的宽度 ：不透光部分的宽度 明纹位置 光栅方程 明纹必要条件）： 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 光栅衍射条纹的特点： 1. 主极大条纹： k 0为中央明条纹，k 1为一级明纹; 主极大条纹是由缝间干涉决定的； 2. 明纹衍射角： 明纹角宽度： 3. 明纹位置： 4. 明纹间距： 由于 ，所以主极大数目有限制： 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 20条缝 1 条 缝 5 条 缝 5. 光强由单缝衍射决定。光栅中狭缝条数越多，各级明条纹分得愈开，明纹越亮. 亮纹的光强 ：单缝光强） （　：狭缝数， 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 13.8.2 暗纹条件（振幅矢量合成方法） 任一点p的光振动是各缝光振动 的叠加 相邻两缝的相位差： 暗纹条件： N为狭缝的数目，m为不等于N的整数倍的整数。 图示 暗纹图示 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 说明：N 条缝干涉, 相邻两主极大间有N - 1个暗 条纹， N - 2 个次极大（光强很小，观察不到）。 13.8.3 谱线的缺级 光栅明纹条件： 单缝衍射暗纹条件： 当 ， 发生缺级 。 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 光栅方程： 　　暗纹条件： 谱线缺级： 　　光栅衍射 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 干涉 衍射 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 综合 例如 , N 5的光栅衍射图样的光强分布图 暗条纹：N-1＝4； 次极大：N-2＝3; 缺 级：k 3,6 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling 0级 1级 2级 -2级 -1级 3级 -3级 白光的光栅光谱 13.8.4 衍射光谱 单色光：中央明纹、两侧明暗相间的条纹； 白 光：中央白色亮纹、两侧由紫到红的彩色条纹。 13.8 衍射光栅及光栅光谱 chsling * 蓝闪蝶 第13章 波动光学基础 光的干涉 光的衍射 13.1 光是电磁波 13.2 光源 光波的叠加 13.3 获得相干光的方法 杨氏双缝实验 13.4 光程与光程差 13.5 薄膜等厚干涉 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 13.7 单缝的夫琅禾费衍射 13.8 衍射光栅及光栅光谱 13.9 线偏振光 自然光 13.10 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 13.11 反射和折射产生的偏振 布儒斯特定律 13.12 双折射现象 圆孔衍射 单缝衍射 * * 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 13.6.1 光的衍射现象 剃须刀边缘衍射 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 chsling 13.6.2 惠更斯 — 菲涅尔原理 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 chsling 菲涅耳（1788~1827） 法国土木工程兼物理学家，被称为“物理光学的缔造者”。 衍射：惠更斯-菲涅尔原理；波带片、圆孔衍射、菲涅尔透镜。 偏振：肯定光是横波；发现圆偏振光和椭圆偏振光，解释了马吕斯现象，建立了晶体光学的基础。 内容：从同一波前上各点发出的次波是相干波，经过传播在空间某点相遇时的叠加是相干叠加。 ：波阵面上面元 子波波源 * ： 时刻波阵面 数学表达式： P点的合振动： F是比例系数， 为倾斜因子. 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 chsling 13.6.3 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 夫琅禾费衍射 实验装置 菲 涅 尔 衍 射 缝 光源、屏与缝相距有限远 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 chsling A B 透镜不引起附加的光程差 A B 焦平面 13.6 惠更斯-菲涅耳原理 chsling 夫 琅 禾 费 单 缝 衍 射 13.7 单缝的夫琅禾费衍射 衍射角 （衍射角 ：向上为正，向下为负 .） 13.7.1 菲涅耳半波带法 缝长 13.7 单缝的夫琅禾费衍射 chsling 个半波带 个半波带 单缝夫琅禾费衍射条纹的明暗条件为： 中央明纹中心 干涉相消（暗纹） 干涉加强（明纹） （介于明暗之间） 13.7 单缝的夫琅禾费衍射 chsling 13.7.3 单缝衍射条纹的特点 1. 明、暗条纹位置： 2.中央明纹及其他明纹宽度： 中央明纹的宽度 其他明纹的宽度 13.7 单缝的夫琅禾费衍射 chsling 中央明纹角宽度： 说明： 波长越长，缝宽越小,条纹宽度越宽； 波动光学退化到几何光学； 观察屏上不出现暗纹； 2