大学物理-波动光学.pptVIP

W.K.Rontgen 1845—1923 因发现X--射线获1901年（首届）诺贝尔物理奖。 科学家 仑琴 科学家 M.劳厄 1879----1960 发现X射线在晶体内的衍射获1914年诺贝尔奖。 （德） W.H.Bragg(left) W.L.Bragg 因用X—射线测定晶体结构获得1915年Nobel Prize。 科学家 布喇格 （父子二人） 演示 046 X—射线衍射 原子晶格 晶格常数 入射X-光波 子波 镜面反射相互加强 似斜入射光栅的衍射光线 掠射角 入射X-光波 布喇格公式 X光波长 用 射线测定的DNA双螺旋结构 前面所讲，问题的关键是分析具体问题的光程差 。然后考虑 具体条件。 第六节 全息照相 全息照相原理图 通常照相原理 激光器 分光镜 反射镜 透镜（扩束器） 物体 物光 反射镜 参考光 透镜（扩束器） 感光胶片 所谓“全息照相”就是把物体上所发出的光信号的全部信息包括光的振幅和位相全部的记录下来。 参考光和物光是相干光，在照相底片上两束光干涉。 全息照象的记录过程是物光和参考光在底片上干涉的结果。 物理思想 物点 参考光 S a 底片 b b a 物光 物光 参考光 除了以上的单缝衍射外，还有圆孔衍射，单丝衍射等，基本的物理思想相同。在此，仅简介圆孔衍射（详细内容看理科光学教材）。 题 六 圆孔衍射 演示 078 圆孔衍射 圆孔 幕 装置 单色光垂直入射 光强分布 圆形衍射条纹 由理论计算，爱立斑对透镜中心的张角 与孔直径 和入射光的波长的关系为 爱立斑 圆孔 凸透镜 第一暗环的张角 圆环形衍射条纹，中央为亮斑。随圆孔径的减小，亮斑增大，光强减弱。 七 光学仪器的分辨本领 光学仪器如照相机，幻灯机，以及人的眼睛等都可简化视为一带透镜的圆孔，按光的衍射理论，存在衍射现象。下面简单地讨论一下衍射对光学仪器成像的影响。 光学仪器 物点 像点 成像物 几何光学的观点。 像点 成像物 几何光学的观点。 波动 象 物点经光学仪器后其像点为衍射花样。 张角 张角大时能分辩 张角 张角较小时恰能分辩 张角 张角小时不能分辩 ：仪器的孔径。 可见，当一物体上的两点，对仪器的张角越大（离仪器越近，或二点的距离越远），经光学仪器成像后，像距远，因而，光学仪器可把二物分开，若张角小，二者的衍射图样大部分重合，结果，仪器失去分辨二者的能力。当一个物的衍射的第一级最小恰落在另一物衍射的中央最大位置时，二物被该仪器恰好分开，此张角称为最小分辨角。 由式可知， 越小，则仪器的分辩本领越高。提高仪器的分辨本领一是增加仪器的孔径，二是使物体上来的光的波长短。 *** 简介电子显微镜及天体望远镜。 074 光学仪器 圆孔 物甲 物乙 底片 甲，乙二物的衍射像相距较远，二物可分辩。 二物张角 光学仪器 圆孔 物甲 物乙 底片 二物张角 甲，乙二物的衍射像相距较远，二物可分辩。 近，二物恰可分辩。 物甲 物乙 最小分辩角 光学仪器的分辩本领 最小分辩角 仪器的孔径 光波的波长 1990年发射的哈勃太空望远镜 直径为2.4m,角分辨率约为 在615km的高空运行，它可以观测到130亿光年远的太空；发现了500亿个星系。 普通光学显微镜，若 ，最小分辨距离为 ，最大放大倍数为2000。 正三边形孔 正四边形孔 正六边形孔 正八边形孔 单缝 光的衍射的特征及与干涉的区别 波的干涉往往指一光用不同的方式分成二束光，使二光满足相干的必要条件，二光经不同的光程再相遇，为相干光的叠加。 而波的衍射为由同一波阵面上的许多子波波源发出相干光在空间各点的叠加，可认为是多光束的叠加。 在干涉中，也往往存在衍射，如双缝干涉中，每一缝处为一波阵面，存在许多子波源，所以应是缝自身的衍射与缝间的干涉总效果，为简化问题起见，把缝处视为了一个理想的波源，向场区内的各个方向辐射振幅（光强）相同的平面波。 简评几何光学与波动光学的区别。 由衍射公式讲起（略） 第四节 衍射光栅 问题的提出：由单缝衍射的不足之处讲起。 一 光栅结构 大量等宽等间距的平行狭缝所组成的光学器件。 缝宽，透光部分 刻痕，不透光部分 光栅常数 刻痕每毫米内为几百条或多达一万条以上。 *** 第一个制做光栅的是美国人雷登奥斯（1785），他透过一块丝手帕看到了非常飘亮的灯光而受的启发。但在光栅的原理和制作上贡献最大的是夫琅和费，当初用金属丝排列而成。