物理学(祝之光) 11第十一章 波动光学学习资料.ppt

作业:光的干涉11-6，11-17;光的衍射11-22，11-26，11-31;光的偏振11-32，11-36。11-1光的相干性光程一、光的相干性二、光程和光程差11-2分波面干涉一、杨氏双缝干涉二、双缝干涉光强分布三、洛埃镜实验11-3分振幅干涉一、等厚干涉二、劈尖三、牛顿环11-4光的衍射一、光的衍射现象二、惠更斯-费涅耳原理三、夫琅禾费单缝衍射11-5衍射光栅一、光栅衍射条纹的形成和特点*二、缺级现象*三、X射线的衍射11-6光的偏振一、自然光与偏振光二、起偏与检偏三、马吕斯定律四、反射光和折射光的偏振在屏幕上某点P距屏幕中心O点为x，对应该点的衍射角(衍射线与缝平面法线的夹角)为?，AB间两条光线的光程差为.P点的光强是单缝处各面元上平行光的叠加.光源、屏与缝相距无限远，平行光的衍射.用?/2分割，过等分点作BC的平行线，等分点将单缝（即AB波面）分割成数个半波带.相邻两波带的对应点上发出的子波在P点的相位差为，即相邻半波带上对应点光程相差半个波长，所产生的光振动完全抵消.分割成半波带有三种情况：（1）可分为偶数个半波带；（2）可分为奇数个半波带；（3）不能分为整数个半波带.1.半波带分析法暗纹明纹在P点形成明纹还是暗纹决定于能将BC分成奇数个半波带还是偶数个半波带,即由衍射角的大小决定.零级明纹不能分为整数个半波带P处光强将会介于相邻的极大和极小之间.2.光强分布由中央到两侧,光强迅速下降,中央明条纹集中了绝大部分光能,这是因为k越大,缝被分成的半波带越多,而未被抵消的波带面积越小的缘故.10.0470.0173.条纹的角宽度（条纹对透镜L光心所张的角度）中央明纹的角的宽度1.缝宽对衍射图样的影响缝越窄，衍射就越显著；缝越宽，衍射就越不明显.当缝宽时，各级衍射条纹向中间靠拢，密集得无法分辨，只显出单一的明条纹.即光的直线传播现象是衍射现象的极限情形.2.波长对条纹的影响当缝宽不变时,各级条纹的角位置和角宽度因波长而异.如果用白光入射,中央明条纹仍为白色,但由中央至两侧的其他各级明纹会因波长不同位置相互错开而呈紫到红的彩色衍射图样,即衍射光谱.讨论预习要点光栅衍射条纹有哪些特点?注意关于光栅衍射条纹形成的分析.推导光栅方程.什么是衍射光谱?光栅有哪些主要应用?大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件.2.光栅常数透光缝宽度a,不透光缝宽度b,光栅常数:1.光栅?各单缝分别同时产生单缝衍射.单独开放任一缝时，屏上的光强分布即衍射图样不变.各单缝衍射的平行光产生多光干涉.?3.衍射条纹的形成光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果.I1245-1-2-4-50图中虚线与单缝衍射光强分布相似，实线表示实际光强分布.各缝衍射光线相干使原单缝两相邻极小之间又分裂出若干干涉的极大和极小，而这些极大值光强受到单缝衍射光强分布的调制，因此实际的光强分布体现了单缝衍射和多缝干涉的综合效应.两两相邻光线的光程差都相同.如果在某个方向上，相邻两光线光程差为k?，则所有光线在该方向上都满足加强条件.4.光栅方程明纹(主极大)光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.1.光栅衍射是单缝衍射与多缝干涉合成的结果，光栅中各主极大受到单缝衍射光强的调制.2.当光栅明纹处恰满足单缝衍射暗纹条件，该处光强为0，出现缺级.0I单-2-112I048-4-8单缝衍射轮廓线光栅衍射光强曲线3.缺级条件由m为整数时，光栅谱线中m、2m、3m等处缺级.得X射线是波长很短的穿透力很强的电磁波.1912年德国慕尼黑大学的实验物理学教授冯?劳厄用晶体中的衍射拍摄出X射线衍射照片.散射波入射波相邻两个晶面反射的两X射线干涉加强的条件称为布拉格公式.,掠射角晶格常数预习要点什么叫自然光、偏振光和部分偏振光？如何鉴别它们？马吕斯定律的内容如何?光在两种介质的分界面上发生反射和折射时，反射光和折射光的偏振情况如何？什么是布儒斯特定律？1.光波的特点每个光矢量可分解为两等幅的相互垂直的振动.由于光源发光是由大量原子发光组成，每个原子发光的振动方向都是随机的，和在各方向的振动都存在.平均看来，在垂直于传播方向平面内各方向振