波动光学习题课.ppt

???由图可知，第3级缺级，即此方向由干涉决定为极大，由衍射决定为极小，相互作用的结果此条纹消失。?由缺级条件d/b=3,得b=2000nm。????????????(1)由光栅方程d?sinφ=??所以这是5缝衍射图样，±3，±6，...级主极大缺极，缝间距离即光栅常数缝宽b=2000nm(2)屏幕上可呈现的最高级次为：实际呈现级次为：0，±1，±2，±4，±5，±7，±8。(3)今将奇数缝挡住，选择正确的衍射图样图二图一图三此为2、4双缝衍射，b不变，d=6b，缺级??????????????包线内条纹增多。例3、一双缝的缝距d=0.10mm，每个透光缝宽a=0.02mm，透镜焦距f=50cm，现用波长?=480nm平行单色光垂直入射双缝，求：(1)屏上干涉条纹的间距(2)单缝衍射的中央明纹的宽度；(3)在单缝衍射的中央亮纹范围内有多少条明纹？解：(1)将双缝视为N=2的光栅，第k级条纹光程差为dsin?=k?很小，?sin??tg???。第k级明条纹的位置x=ftg??fsin?=相邻两明纹的间距?x=xk+1-xk==2.4?10-3(m)(2)单缝衍射中央明纹的宽度?x0=(m)解二：单缝衍射第一级暗纹满足asin?1=?中央亮纹半宽度为：?x0=ftg?1=fsin?1= ?x0/?x=5双缝干涉第?5级极大缺级。在单缝衍射中央亮纹范围内，双缝干涉亮纹数目N=9,分别为k=0,?1,?2,?3,?4级。(3)解一：由于所以又因为k=5,10,15??时缺级所以在单缝衍射中央亮纹范围只存在k5的各级亮纹，即k=0,?1,?2,,?3,?4,共9条。asin?1=?dsin?1=k?光的干涉杨氏双缝（分波振面）薄膜干涉（分振幅）等厚干涉劈尖牛顿环波动光学光的衍射（夫琅禾费）单缝衍射光栅衍射X光衍射光的偏振三种偏振态自然光线偏光部分偏振光三种起（检）偏方法偏振片(二向色性)利用反射与折射利用双折射I.内容结构（横波）II.干涉中的内容（一）光程差：路程长度不同引起的光程差＋半波损失………明纹…..暗纹杨氏双缝薄膜干涉位相差与光程差2.条纹特征静态：条纹的形状,位置和间距；相邻条纹的薄膜厚动态：不同因素变化时，条纹的变化度差；条纹半径1.一般结论p空气中介质中明条纹的位置为：暗条纹的位置为:条纹间距为：杨氏双缝条纹的形状,位置和间距动态变化？[14-1]4I0[14-2][14-11]C[14-12]B[14-13][14-5]向下；不中央明条纹对应的两束光的光程差为零[14-15]B,因为有半波损失[14-8]C[14-16]1）劈尖：干涉条纹：一系列平行于劈尖棱边的明暗相间的直条纹。相邻两明（暗）条纹处的膜厚度差：相邻两明（暗）条纹间距：与棱相距l处膜厚为：薄膜干涉：动态变化？2)牛顿环[14-20]C和D[14-21][14-26]A;C;A;B[14-27]D[14-29]D[14-31][14-34]B[14-35]B[14-40]?/4n[14-42][14-43]III.衍射的主要内容（一）1.基本原理惠更斯－菲涅耳原理的本质半波带法（单缝衍射）多束光的干涉2.单缝衍射?半波带数…..暗纹….明纹?光程差………………暗纹………明纹?条纹的特征：明纹的中心位置、宽度、强度分布?动态变化子波干涉III.衍射的主要内容（二）3.光栅衍射?主极大公式?条纹的特征：主极大位置、相邻主极大间距、最高级数、强度分布缺级?动态变化4.布拉格公式：（注意掠射角与晶格常数）IV.干涉与衍射的区别干涉是两束光或有限束光的相干叠加，而衍射是无数个子波（同一波振面）的相干叠加，本质上一致。纯干涉不同级数的光强一样，而衍射条纹不同级数的光强是不同的，级数越高，光强越弱。双缝干涉与单缝衍射的比较，双缝条纹等间距，而单缝衍射的中央明纹的宽度是其它明纹的两倍。单缝衍射与干涉的明纹条件恰好相反。 干涉………………暗纹单缝衍射……明纹[15-1]干涉