15光学复习讲解.ppt

* 当一束光折射进入各向异性的媒质（如方解石晶体）时，分裂为两束光线，这样的现象称为双折射现象。 所分裂的两束光线，其中一束遵从正常的折射定律（n是常量），称之为寻常光，用o表示，简称o光。 另外一束不遵从正常的折射定律（n不是常量，与入射角有关），称之为非常光，用e表示，简称e光。 经发现： 寻常光（o光）和非常光（e光）都是线偏振光 o光的振动方向垂直于其主平面； e光的振动方向包含在其主平面内。 16－4 光的双折射 * 线偏振光射向波片后，分成 o 光、e 光，相应的相位差为 波片 （波晶片） 波片是厚度均匀，光轴与表面平行的晶体薄片。 1/4波片：能使 o 光、e 光出射时产生 (2k+1)?/2 的相位差的波片。 1/2 波片：能使线偏振光出射时的两束线偏振光产生 (2k+1)? 的相位差，这样的波片称为1/2 波片。 * 光学复习 * §14-6 迈克耳逊干涉仪 §14-4 薄膜干涉 §14-3 光程和光程差 §14-2 杨氏双缝干涉实验 §14-1 光源 光的相干性 §14-5 劈尖 牛顿环 第十四章 光的干涉 * 原子发出的有限长波列。 波列 波列长L = ? c 一. 光的相干性 普通光源发出的光是由构成光源的大量原子或分子运动状态改变时发出的。 §14–1 光源 光的相干性 获得相干光的两种方法： ?分波阵面法 ? 分振幅法 1 2 3 S* S1 S2 * ? 光强分布： 干涉项 ? 相干条件 振动方向相同； 频率相同； 相位差恒定。 相长 相消 相长 相消 ? * 初相相同的两相干波叠加后加强与减弱的条件为： 明条纹 暗条纹 §14-2 杨氏双缝干涉实验 P · r1 ? r2 ? x x D O S1 S2 M B d 波程差计算 条纹间距 加强 减弱 * 一. 光在介质中的波长 二. 光程、光程差 折射率与几何路程的乘积 nr 称为光程。 两相干光波在不同介质中传播时，光程差 δ= n2 r2 - n1 r1 三. 薄透镜的一个性质 理想的薄透镜不会引起附加光程差。 §14-3 光程和光程差 * 一. 平行平面薄膜产生的干涉 1 2 3 A B C 面光源 薄膜 透镜 N r 一厚度为 e 的平行平面薄膜，折射率为 n，置于折射率为 n’ 的介质中。从面光源S发出光线1，以入射角 i 入射 §14-4 薄膜干涉 光线 2 和光线 3 的光程差为: * 当光垂直入射，即 i = 0， P 点出现明暗纹的条件为 ? 注意这一项 二. 等倾干涉条纹 k * 增透膜 —— 利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。 增反膜 —— 利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，使反射光因干涉而加强。 （平行平面薄膜干涉的应用） 三. 增透膜和增反膜 * 一. 劈尖（劈形膜）产生的干涉 2 C 1 空气： §14-5 劈尖 牛顿环 在厚度 e 处出现明、暗纹的条件为 对应于各级明、暗纹的厚度分别为 * 设 l 表示两相邻的明纹或暗纹之间距离，? 为劈尖夹角，根据 有如下关系式 l θ ek ek+1 n ek+1- ek 两相邻明纹间距 两相邻明纹处劈尖厚度差 λ/2n 对于空气：n≈1， 厚度差为 λ/2 得到两相邻明条纹之间的距离为 * 明环 暗环 明环 暗环 或 设薄膜折射率为 n ，则在有半波损失时的光程差 e r R C O 二. 牛顿环 * 平移距离 d 与条纹移动数N 的关系满足： M ?1 2 2 1 1 S 半透半反膜 M2 M1 G1 G2 E §14-6 迈克尔逊干涉仪 一、迈克尔逊干涉仪 相干长度 二、光源的非单色性对干涉条纹的影响 （光场的时间相干性） * §15-5 晶体对X-射线的衍射 §15-4 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 §15-3 光栅衍射 §15-2 单缝夫琅禾费衍射 §15-1 光的衍射现象 惠更斯—菲涅耳原理 第十五章 光的衍射 * 一. 光的衍射现象 §15-1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 菲涅耳衍射 光源和光屏或者两者之一离障碍物的距离为有限远时产生的衍射。 二. 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 夫琅禾费衍射 光源和屏离障碍物的距离均为无限远时所产生的衍射。 三. 惠更斯—菲涅耳原理 惠更斯原理----波在媒质中传播到的各点，都可看成新的子波源。 菲涅耳原理----波传播到某一点的光强为各个子波在观察点的干涉叠加。 *