(眼视光基础)7.光的衍射、偏振.ppt

yy 衍射和直线传播矛盾吗？ 波长要远大于孔的直径才发生明显衍射 机械波的衍射一般比较明显 如：声波的衍射 声波的波长 （λ）：17m-----1.7cm 光波的衍射一般不明显（λ：0.7μm— 0.4μm) 故此时可粗略地认为：光是沿直线传播的 基本思想 将AB狭缝波面分成整数个波带，各波带面积相等，相邻波带的相位差为（相邻波带上的对应点到达观察点的光程差为半个波长） 比较 相同点：光的干涉和衍射均为波的叠加行为，所得到的条纹都是明暗相间的，都可以证明光的波动性 不同点 1、现象不同 光的干涉是满足相干条件的光的空间里相互叠加而形成的明暗相间的条纹 光的衍射是光在传播空间里偏离直线传播而形成的明暗相间的条纹 2、产生的条件不同 光的干涉，必须满足相干条件：频率相同、相差恒定、振动方向相同 光的衍射需要满足的条件：障碍物或孔的尺寸比光的波长小或差不多 3、产生的机理不同 干涉是有限多束光（分离的）相干叠加 衍射是波阵面上无限多子波连续的相干叠加 4、图样不同 以单色光为例：干涉图样是互相平行的且条纹宽度相同，中央和两侧的条纹没有区别 衍射条纹是平行不等距的，中央明条纹又宽又亮，两边条纹宽度变窄，亮度也明显减弱 当光波射到小圆孔时 ？ 只有横波才有偏振现象 光波是横波，它具有偏振性 1.自然光和偏振光 自然光 完全偏振光 起偏 检偏：检测偏振光的过程。 立体电影 偏振光滤镜 海丁格尔刷 . . . . . 检偏器 自然光 自然光通过旋转的检偏器，光强不变 光的干涉条纹和衍射条纹的比较 二、 圆孔衍射 艾里斑 ：艾里斑直径 中央是个明亮的圆斑，外围是一组同心的明环和暗环。 中央明区集中了衍射光能的83.5%，称为艾里斑 1. 瑞利判据 对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的艾里斑中心刚好和另一点光源衍射图样的第一个暗纹相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨. s 1 s 2 ?1 ?0 D * * 在恰能分辨时，两个点光源在透镜前所张的角 度，称为最小分辨角?0 。 2. 光学仪器的分辨本领 最小分辨角 （两光点刚好能分辨） 光学仪器分辨率 1990 年发射的哈勃 太空望远镜的凹面物镜 的直径为2.4m ，最小分 辨角 ，在大气层 外 615km 高空绕地运行 , 可观察130亿光年远的太 空深处, 发现了500 亿个 星系 . 例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问 （1）人眼的最小分辨角有多大？ （2）若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？ 解（1） （2） s 1 s 2 ?1 ?0 D * * 可以把普遍光源发出的光看成是在所有振动方向上振幅都相等的光。——自然光 E E 自然光可分解为两个方向任意互相垂直、振幅相等，没有任意相位关系的光。 并且这两个方向的光振动的光强为自然光强度的一半。 如果光在传播过程中，只存在某一确定方向的振动，这种光称为线偏振光或完全偏振光，简称偏振光。 如果光既不是自然光，也不是完全偏振光，而是某一方向的振动较另一正交方向的振动占优势，这种光称为部分偏振光（多）。部分偏振光是自然光和完全偏振光的叠加 形象说明偏振片的原理 通光方向 腰横别扁担进不了城门 §2 偏振片的起偏和检偏 一.起偏 偏振片 · 非偏振光 线偏振光 光轴 电气石晶片 · · 偏振片的起偏 从自然光获得偏振光 自然光I′ 线偏振光 I P 偏振化方向 (透振方向) · · · 偏振光：偏振片P2旋转一周时，光强度经历两次最明、两次最暗的变化。 自然光：偏振片P2旋转一周时，光强度并不发生变化。 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 . . . . . 起偏器 检偏器 自然光 线偏振光 偏振光通过旋转的检偏器， 光强发生变化 两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零 . .