[理化生]波动光学-zhx2.ppt

I 不变 自然光 I 变 无消光 部分偏振光 制成偏光眼镜,可观看立体电影。 偏振片的应用 （C） 用偏光镜消除了反射偏振光,使玻璃门内的人物清晰可见 （A） 玻璃门表面的反光很强 （B） 用偏光镜减弱了反射偏振光 例1.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线透过。当其中一偏振片慢慢转动180? 时透射光强度发生的变化为: [ B ] （A）光强单调增加； （B）光强先增加，后有减小至零； （C）光强先增加，后减小，再增加； （D）光强先增加，然后减小，再增加再减小至零。 8.4.1 双折射现象 §8.4 光的双折射 8.4.1 双折射现象 寻常光线 (o光) -----遵守折射定律 非常光线 (e光) -----不遵守折射定律 o 光和 e 光都是线偏振光. §8.4 光的双折射 对于各向异性晶体，一束光射入晶体后，可以观察到有两束折射光的现象。 光 光 当方解石晶体旋转时 o光不动，e光围绕o光旋转 双 折 射 纸面 方解石 晶体 * 第八章 波动光学 §8-1 光的干涉 §8-2 光的衍射 §8-3 光的偏振 §8-4 双折射现象 §8-5 旋光现象 §8-6 光的吸收和散射 回顾 杨氏双缝干涉 P r1 r2 x ?r D S S1 S2 2a 光程差 相邻暗条纹(或相邻明条纹)间距 a B A θ S L1 L G B A 衍射角 q C O P 2个半波带 单缝衍射 1 1′ 2′ 2 B A a θ C C 半波带法 3个半波带 S L1 L G B A 衍射角 q C O P 单缝衍射 (暗纹) (明纹) 中央明纹中心 x (明纹) (暗纹) S L1 L G B A 衍射角 q C O P 单缝衍射 中央明纹线宽度 其它明纹线宽度 x 最小分辨角 (angle of resolution) 圆孔衍射 爱里斑 8.2.5 衍射光栅 衍射光谱 光栅(grating)—大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件. 光栅常数 a:透光狭缝的宽度；b:两狭缝之间不透光部分的宽度 光栅的夫琅禾费衍射现象 光栅衍射图样:在几乎黑暗的背景上形成一系列又细又亮的明条纹. O P dsin? d=a+b f ? ? 条纹特点 1 条 缝 20 条 缝 5 条 缝 (1)各级明条纹等间距的分布在较宽的暗背景上。 (2) 中央明条纹两侧的亮条纹光强衰减较快。 (3) 由于条纹是由所有狭缝的对应点射出的光线叠加而成的，所以光栅缝数越多，条纹越亮、越窄。 (4) 在波长一定的单色光照射下，光栅常数越小，衍射角越大，相邻两明条纹就分得越开。 光栅常数 衍射角 干涉明纹位置 光栅方程 干涉光强分布 衍射光强分布 光栅衍射光强分布 光栅衍射条纹的形成 以双缝情况为例 设双缝的每个缝宽均为a,在夫琅禾费衍射下,每个缝的衍射图样位置是相重叠的. 明纹缺级现象 衍射暗纹位置 干涉明纹缺级条件 干涉明纹位置 3级 0级 1级 -1级 -3级 缺2级 缺-2级 I 0 单缝衍射光强 对应某些? 值按干涉应出现某些级的主极大,由于单缝衍射的调制而造成这些主极大缺失—缺级现象 光栅衍射条纹是衍射和干涉的总效果 干涉条纹各级主极大的强度不再相等, 而是受到了衍射的调制. 光栅光谱 入射光为白光时, ?不同, ?k不同, 按波长分开形成光谱. 溴 Bromine 氘 Deuterium 氦 Helium 氢 Hydrogen 氪 Krypton 水银 Mercury 氖 Neon 水气 water vapor 氙 xenon 光谱分析 例题 用一光栅常量d = 2×10–6 m,缝宽a = 1×10–6 m的光栅观察波长 ? = 590 nm 的光谱线.求：⑴ 平行光垂直入射时,最多能观察到第几级光谱线？实际能观察到几条光谱线？  ⑵ 平行光沿 i = 30°的方向斜入射时,最多能观察到第几级谱线？ 故最多能观察到第3级谱线. 解：(1) 由于光栅光谱缺级为 实际只能看到0级、±1级、±3级共5条谱线 (2) 斜入射,光束1和2的光程差为 此时相应的光栅方程为 ? 的取值范围为±?/2 1 2 故最多能观察到第5级谱线. 全息照相 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 光的波动性 光的干涉、衍射 光波是横波 光的偏振 §8.3 光的偏振 光是特定频率范围内的电磁波.电磁波中起感光作用的是电场强度矢量,称为光矢量. 光矢量 振动面 v 0 H E 电磁波是横波, 光矢量的振动方向与光的传播方向垂直. 在垂直于光传播方向的平