第10章光学-02.ppt

分光计作光栅实验，用波长 ? = 632.8 nm的激光照射光栅常数 d = 1/300 mm的光栅上，问最多能看到几条谱线。 解：在分光计上观察谱线，最大衍射角为 90° 取 能观察到的谱线为11条： ) O 当 ? 角很小时 由光栅方程 主极大明纹 七、光栅衍射条纹的位置 ) 前面讨论的都是单色光入射，如果是复色光入射， 如白光，则由于各成分色光的波长不同， 除中央零级条纹外，各成分色光的其它同级明条纹 将在不同的衍射角出现，同级的也就是 k 相同的 明条纹将按波长顺序排列成光栅光谱 八、光栅光谱 0级 1级 2级 -1级 -2级 (白) 波长范围在450--650nm 之间的复色平行光垂直照射在每厘米有 5000 条刻线的光栅上，屏幕放在透镜的焦面处，屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围的宽度为 35.1cm.求透镜的焦距f 。 透镜的焦距 第二级光谱的宽度 解：光栅常数 由光栅方程： 的第二级 谱线 和 设 例题 本节主要内容 1 光的偏振现象 2 马 吕 斯 定 律 §10-6 光的偏振 马吕斯定律 机械横波与纵波的区别 光的波动性 光的干涉、衍射 光波是横波 光的偏振 机械波（横波和纵波）穿过狭缝 横波 纵波 1. 自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光叫自然光。 一、自然光、偏振光 符号表示： 将自然光分解为两个无恒定 相位差的垂直光振动的传播 两互相垂直的方向是任选的 2. 偏振光----线偏振光 某一个方向的光振动占优势。 3. 部分偏振光 只有某一个方向的光振动。 偏 振 光 二、偏振片、起偏与检偏 二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动，而只让与这个方向垂直的光振动通过，这种性质称二向色性 。 1. 偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片。 2. 偏振化方向：允许特定光振动通过的方向。 3. 起偏 4. 检偏 （ 检偏器 检 偏 起偏器 三、马吕斯定律 两偏振片偏振化方向夹角为 ? 。 马吕斯定律 （ Beijing Information Science Technology University 第十章 波动光学 本节主要内容 1 单缝衍射实验装置和原理 2 单缝衍射条纹的分析 §10-4 单 缝 衍 射 一、光的衍射现象 但当光遇到比其波长大得不多的物体时，就会出现衍射现象。 光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象，称为光的衍射现象。 2. 光的衍射现象发生的条件： 1. 定义： 实验证明，当遇到普通大小的物体时，光仅表现出直线传播的性质，这是因为光波波长很短的缘故。 缝宽比波长大得多时 缝宽可与波长相比拟时 E 二、单缝衍射实验装置和原理 L1、L2为透镜，平行放置，中心在一条直线上，a 为狭缝，狭缝面垂直透镜主轴，E 为屏幕，位于L2 的焦平面上，将一单色光源光源 S 放在L1 的焦点处。 L2 L1 S a S 焦点 焦平面 三、单缝衍射条纹的特点 1、衍射条纹明暗相间，对称分布在中央明纹两侧； 3、明纹级次越高，光强越弱。 2、中央明纹既亮又宽，为其它明纹宽度的两倍; P 干涉条纹 回忆杨氏双缝干涉装置 光程差满足什么条件时出现暗纹？ 问题：如何把这一结果用到单缝衍射上？ 半波带法 ) 过B作平行光束的垂线交于C点， 平行光束的衍射角为 作平行BC的一系列平行平面，令其间距等于 。 显然，这些平面为同相波面，相邻平面的点的光程差为 设单缝宽度为 b， ) 放大观察 波阵面AB被这些平行平面分成许多等宽的波带 相邻条带上对应点发出的光在P点的光程差为 相邻两波带发出的子波，在P点相干叠加时将相互抵消 A B 对应点 这样的条带称为半波带， 这种分析的方法叫半波带法 ) 波阵面AB可以被分成若干等宽的条带 显然半波带个数取决于AC的长度 AC长度等于半波长偶数倍意味着：单缝波阵面AB为被分成偶数个波带。相邻两波带发出的子波在P点相干叠加时将相互抵消。则P点应是暗条纹中心。 当 当 AC长度等于半波长奇数倍意味着：单缝波阵面AB为被分成奇数个半波带则由于一对对相邻的半波带发出的光都分别在P点相互抵消，最后还剩一个半波带发出的光到达P点，因此P点应是明条纹中心。 显然半波带个数取决于AC的长度 ) 明(暗)条纹的条件 单缝波阵面AB被分成的波带的数目取决于衍射角 若 不同，则AB被分成的半波带数目 不同 明条纹 暗条纹 对应着中央明纹 注意：与杨氏干涉明暗纹条件的不同之处 中央明纹 暗条纹 明条纹 讨论 明（暗）条纹强度分布规律 ) 因此明条纹级次越高，光强越小，中央明条纹光强最大 衍射角 越大，AC 越大， AB 被分成的波带数目越多 半波带的宽度越小，明条纹的光强