大学物理第17章-6.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2015-2016 第一学期 张福俊 * * * Flash tracking the key points of last lecture 可能是主极大 暗纹 在两个主极大之间共有_______条暗纹。 在两个主极大之间共有_______条次极大。 * 主极大到相邻的极小之间的角宽度 主极大的角宽度 * * 缺级出现位置： asin? =±kλ 单缝中央明纹内多光束干涉主极大的条数? 可观察到主极大的最高级次? 光栅的分辨本领： 光谱角色散： 解: 光栅方程 屏幕上的线距离 ?x3=f ?? 3=3.86mm 例4：一光栅每厘米刻痕500条,钠光的两条谱线(?1=589.0 nm、 ?2=589.6nm)，求正入射时第3级中两线分开的角距离?若透镜焦距f =2m，其线距离多大? 对光栅方程式取微分得: * * 例5：有两光栅，光栅A的光栅常量dA=2μm，光栅宽度WA＝4cm；另一光栅B的光栅常量dB=4μm,光栅宽度WB＝10cm，现有波长为500nm和500.01nm的平面光波垂直照射这两块光栅，选定在第二级工作，试问：这两块光栅分别将这两条谱线分开多大的角度？能否分辨这两条谱线？ 解：光栅公式 注意：可k=2,Δ?=0.01nm,可得： 对光栅A 对光栅B * * 要分辨这两个波长的光，需要分辨本领大于 对于光栅A和B RA＝40000， RB＝50000 光栅B恰好能分辨这两条谱线，而A光栅不能分辨。 * * §17-6 偏振光的产生和检验 17-6-1 自然光 偏振光 17-6-2 反射起偏和折射起偏 17-6-3 起偏和检偏 17-6-4 双折射现象 本节内容： * * 什么是偏振性？ 按照波的振动方向与波传播的方向的关系，可以将波分为横波和纵波。 光的干涉和衍射现象都证明了光是一种电磁波。 光是横波还是纵波？ 对横波而言，当狭缝与振动方向垂直时，波不能通过狭缝，当狭缝与振动方向平行时，波能完全通过狭缝，这个特性称为偏振性。 利用偏振性就可以检验光是横波还是纵波了。 对于纵波而言，波总是可以完全通过狭缝。 实验发现：光通过某些狭缝后光强有明显的衰减。 * * 一. 完全偏振光 1.线偏振光 17-6-1 自然光 偏振光 · 面对光的传播方向看 光矢量只沿垂直于波线方向的一个固定方向作振动的光波，称为线偏振光。光矢量与波线组成的平面称为振动面，由于偏振面只有一个，且保持不变，也称为面偏振光。 E z x y 表示法： · · · · · 光振动垂直板面 光振动平行板面 * * 右旋圆 偏振光 右旋椭圆 偏振光 0 y y x z 传播方向 ? /2 x 某时刻右旋圆偏振光 E 随 z 的变化 E 2. 圆偏振光和椭圆偏振光 特点：光矢量的端点绕光波的传播方向作螺旋形旋转 * * 圆和椭圆偏振光可看成是两束频率相同、传播方向一致、振动方向相互垂直、相位差为某个确定值的两个线偏振光的合成。 反之，线偏振光则可以看成是两束频率相同、相位相同、振幅相同、传播方向亦相同的左、右旋圆偏振光的合成。 相位差? /2或3? /2 x y y x · ? ? x，y 振幅相同， 相位差不等于 0， 和 2? ? /2，?， 3? /2 * * 二. 自然光 自然光的表示法： 没有优势方向 自然光的分解 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。 · · · 非相干 * * 三. 部分偏振光 表示法： 自然光和完全偏振光的混合，就构成了部分偏振光。 最常讨论的部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合，天空的散射光和水面的反射光就是这种部分偏振光。 分解 非相干 平行板面的光振动较强 · · · · · · · · 垂直板面的光振动较强 它可以分解如下： * * 四. 偏振度 Ip —部分偏振光中包含的完全偏振光的强度 It —部分偏振光的总强度 In —部分偏振光中包含的自然光的强度 完全偏振光 （线、圆、椭圆） P = 1 自然光 （ 非偏振光） P = 0 部分偏振光 0 P 1 偏振度： * * 　　由自然光获得偏振光叫“起偏”，相应的光学器件叫“起偏器”。 17-6-2 反射起偏和折射起偏 它是利用晶体的二向色性起偏。 1928年,一位19岁的美国大学生 （E. H. Land）发明了一种由自然光获得线偏振光的平面片状器件，称为偏振片，通常用 P 表示。 x y z z 线栅起偏器 入射 电