大学物理-2011(64)-第十章.ppt

以光的波动性质为基础,

研究光在介质中的传播及规律不同缝数的光栅衍射条纹(2)(1)(3)(4)随着N的增加,主极强变得越亮越细,暗区越宽.二、光栅衍射条纹的形成光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果当平行光垂直照射光栅面时，它们处于同一波阵面上，各不同缝间发出的光将发生干涉干涉衍射：每个单缝发出的光本身会产生衍射如图示，相邻两缝间的光程差为)衍射角各狭缝间光波同相，干涉极大光栅方程：若此光程差恰好等于波长的整数倍即光栅衍射的主极大明纹条件问题：“主”的含义？中央（零级）明纹第一、第二级明纹……条纹最高级数光栅中狭缝条数越多明条纹越亮。光栅衍射条纹特点：主极大明纹的位置与缝数N无关，它们对称地分布在中央明纹的两侧，中央明纹光强最大。光栅衍射条纹是如何变窄的？问题：干涉极大的主次？对于光栅，设~单缝暗纹中心公式此处变为或为因为此时，上式即为光栅方程其中时干涉相消亦即光强度为零的位置，满足注意这个结果表明，光栅方程中的两个相邻主极大之间存在N-1个极小，光强度为零。光强度总是连续分布的，任意两相邻极小间存在的极大分别为次极大或主极大。N-2个次极大。k级主极大两侧极小的位置，满足两式相减，得由于N（a+b）远大于l，与单缝衍射相比，光栅衍射主极大的角宽度明显变小，成为锐利的谱线。sin?0I单-2-112(?/a)单缝衍射光强曲线I048-4-8sin?(?/d)单缝衍射轮廓线光栅衍射光强曲线sin?I04-8-48(?/d)多光束干涉光强曲线例子仅当?角很小时由光栅方程主极大明纹光栅衍射条纹的位置)当?角不很小时，由光栅方程确定角位置！当时当时当光线垂直入射时（1）增透膜：膜的厚度适当时，可使某种波长的反射光因干涉而减弱，从而使更多的光能透过元件。设镀膜厚度为d，光程差满足：膜的最小厚度：镀膜玻璃123空气n1n2n3d（2）增反膜：膜的厚度适当时，能使某些波长的反射光因为干涉而增强。若在透镜表面镀上比透镜折射率更大的材料，单色光垂直入射时，镀膜上下表面反射形成的相干光的光程差为(k=1,2,3…)膜的最小厚度：镀膜玻璃123空气n1n2n3d注意：增透（反）膜只对某一波长的光效果最好。对其它波长效果较差。甚至对某一特定波长，效果可能相反。对绿光是增透膜，对紫光是增反膜。感光胶片对绿光最敏感。照相机镜头呈蓝紫色就是上述原因。例如：在镜头(n3=1.52)上镀一层MgF2薄膜(n2=1.38),使对感光底片最敏感的黄绿光?=555nm反射最小,若光垂直照射镜头。求MgF2薄膜的最小厚度。解：氟化镁为增透膜23玻璃k=0,膜的最小厚度薄：例题例题(A)(B)(C)(D)一束波长为l的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为一、光的衍射现象但当光遇到波长尺度的物体时，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主要内容§10-6惠更斯-菲涅耳原理光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理L2L1SL1L2S圆孔衍射单缝衍射3.光的衍射实验图示：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，子波的包迹决定新的波阵面。惠更斯原理只能解释波的衍射，不能给出波强分布。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。菲涅耳在惠更斯原理基础上加以补充，提出子波相干叠加的概念。二、惠更斯--菲涅耳原理惠更斯—菲涅耳原理波传到的任何一点都是子波波源，各子波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。惠更斯菲涅耳·pdE(p)rQdS?SP点合振动：三、光衍射的分类：根据障碍物与光源、狭缝、