《大学物理光学》PPT课件.ppt

3 格兰---汤姆逊棱镜 o e 玻璃 n= 1.655 §4 椭圆偏振光和圆偏振光 波片 ? ? C 晶体光轴 椭圆偏振光 圆偏振光 线偏振光 偏振方向转2?角 波片 e光跑在前 o光跑在前 线偏振光 椭圆偏振光 问题:来一束光,偏振状态有五种可能:自然光, 答： 线偏振光,部分偏振光,椭圆偏振光和圆偏振光 设计实验来检查区别这五种偏振状态的光. 用偏振片对着光转一周, 有三种可能的情况： １亮度不变,可能 圆偏振光 自然光 ２二次全亮,二次全暗, 椭圆偏振光 线偏振光 ３二次半亮,二次半暗 部分偏振光 再用 圆偏振光 椭圆偏振光 线偏振光 无论如何也不可能变成线偏振光． 自然光和部分偏振光透过 §5 偏振光的干涉 产生 干涉 单色自然光 单色自然光 亮 暗 亮 暗 亮 暗 亮 暗 讨论结果 （1）厚度满足加强时，视场亮； 厚度满足减弱时，视场暗。 没有干涉条纹 （2）厚度不同（晶片劈尖形）可看到干涉条纹， （3）波长不同，厚度满足加强的厚度不同。 问题： 自然光通过晶片（1/4波片） o光 e光 线偏振光通过晶片（1/4波片） o光 e光 相干光强 为两偏振片偏振化方向的夹角 为晶片光轴与第一个偏振片偏振化方向的夹角 为在第二个偏振片后方两相干偏振光 之间的位相差 END §6 偏振光的应用（旋光效应 人为各向异性） 单缝衍射 §2 S P S O p A B C a A B C 半波带 A B AC= a sin ? 狭缝宽 a = AB 光强极小 暗纹中心 光强极大 明纹中心 ? 不包括明纹中心 暗纹中心 明纹中心 中央明纹 中央明纹中心 ?=0 中央明纹 一级明纹 二级明纹 三级明纹 一级暗纹 二级暗纹 三级暗纹 位置 I O (sin?) 半角宽度 例题，已知 ?=500nm 平行单色光垂直入射 a=0.25mm f=25cm 求:(1)两第三级明纹之间的距离 （2）第三级明条纹的宽度 解： f o ? （1）第三级明条纹满足 条纹距离 （2）第三级明纹的宽度 第四级暗纹 第三级暗纹 第三级明纹宽度 §3 光学仪器(成像系统)的分辨本领 L ? 能分辨 恰好分辨 不能分辨 =第三级暗纹和第四级暗纹之间的距离 瑞利判据 ?? ?? L 分辨率 越好 R D ? 1 现象和定性解释 §4 光栅衍射 a---通光的缝宽 O p b---不通光部分的宽度 d = a + b 光栅常数 总的刻线数 N p 单缝衍射 多光束干涉 光栅衍射 I 位置 I 位置 2 光栅方程 单色光垂直入射 d sin? =±k ? k=0,1,2,3? p d ? ? = d sin ? 例题 已知：每毫米刻500个缝，单色光垂直入射 ?=590nm 求：最多能看到几级明条纹。 解： 0 级明纹 1 级明纹 2 级明纹 （a+b）sin?=?k? 最高级由 决定 3 光栅的缺级问题 某一衍射角 ? 既满足 又满足 (a+b)sin?=?k? ? p 亮 暗 光栅的第 k 级明纹消失 缺级 如 如 缺 2 的倍数级 缺 3 的倍数级 4 应 用 （1）测光波长 ? 装置：分光仪 平行光管 圆盘 望远镜 ? 可测，数出 k 如已知 （a+b） 如已知 ? ? (a+b) (2)光谱分析 (a+b) 固定 ? ? ? ? 红光 紫光 白光 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 入射光线衍射光线在法线同侧 入射光线衍射光线在法线两侧 5 光栅光谱 ?-----?+d? ?---- ?+d ? 角色散度 D 同一级次 谱线的半角宽度 恰好分辨 (a+b) sin ? = k ? (a+b)cos ? d ? = k d ? (a+b) k D 能分辨 恰好分辨 不能分辨 根据瑞利判据 d ? = 谱线的半角宽度 ?? 分辨本领 k N R §5 X射线的衍射 - + A k （理论是可算出） 衍射 A B C A B ? ? ? ? d d 1 2 1 2 C AD - CB = 0 D 2 d sin? = k ? K=1,2,3? 相干加强 应用： X 射线 晶体 检测器 铅板 X 射线分光仪 如 已知 ?----d 结构分析 d----? 光谱分析 第十六章 光的偏振 §1 自然光与偏振光 1 自然光与偏振光 E 矢量 光矢量 E 的振动 光振动 E 的振动方向 光的振动方向 偏振光 线偏振光 完全偏振光 传播方向 偏振状态 u E H 自然光 部分偏振光 2 起偏和检偏 偏振片 偏振片 偏振化方向 最亮 最暗 半明半暗 ３马吕斯定律 I ?=0 I=0