chap13波动光学.doc

新乡医学院理论课教案首页课程名称：医学物理学 授课教师姓名及职称：岳小萍 教授一、题目第十三章 波动光学二、对象2006级本科各专业三、单元教学目标与课时分配1. 掌握杨氏双缝干涉、单缝衍射、衍射光栅的光强分布2. 掌握光的偏振及马吕斯定理3. 熟悉半波损失、二向色性及旋光性概念 四、授课重点1. 杨氏双缝干涉的光强分布规律2. 单缝衍射、光栅衍射的光强分布规律3. 光的偏振及马吕斯定理五、授课难点1. 半波带法分析单缝衍射光强分布2. 双折射现象中o光e光的异同六、授课形式大班理论课七、授课方法与课前准备1. 了解学生所掌握的与本课程有关的基础知识。2. 网上查询资料收集整理教学素材（图片、动画），针对授课对象情况，制作PPT教学课件3. 课堂讲授、讨论4. 课后辅导答疑八、教材与参考文献教材： 胡新珉主编医学物理学 人民卫生出版社 2004.7 参考书：1. 张三惠主编大学基础物理学 清华大学出版社 2004.72. 姚启均主编光学教程 高等教育出版社 2003. 马文蔚主编物理学 高等教育出版社 2004.4九、思考题1. 分析双缝干涉、单缝衍射、光栅衍射图样的异同、光强加强（消弱）条件的区别与联系。2. o光e光在哪些方面表现不同？十、教研室审查意见主任签字生命科学技术系 医学物理学及电子信息 教研室 2006年11月19日新乡医学院理论课教案课程名称：医学物理学 任课教师： 岳小萍 教授基本内容教学手段和教学组织导入新课程。介绍光学的分类、研究内容、研究方法。1 光的干涉满足一定条件的光源发出的光波，在媒质中相遇时，光的强弱在空间稳定分布的现象，称为光的干涉。波动过程的基本特征之一 一.光的相干性1.相干条件2.相干光的获得分波振面法分振幅法二、光程和光程差1. 光程 光在媒质中的路程与媒质折射率的乘积2.光程差引起的相位差：三、扬氏双缝实验1. 扬氏实验装置2. 光强分布规律（1）位相差当： 时 加强（明） 时 消弱（暗）（2）光程差 当： 时加强（明纹）k=0,1,2, 时消弱（暗纹）k=1,2,3, 3. 明（暗）纹在屏上的分布 条纹等间距分布4. 图样特点（1）条纹对称、等间距分布在中央明纹两侧（2）不同的单色光，条纹间距不同（3）对白光，零级条纹为白色，其他各级均为彩色四、洛埃镜实验半波损失：光由光疏介质射向光密介质表面发生反射时，反射光有大小为的位相突变，相当于光波多（少）走了半个波长的光程的现象。五、薄膜干涉 1. 薄膜干涉现象2. 加强、消弱条件当： 时，加强（明） 时，消弱（暗） 六、等厚干涉1. 劈尖干涉每级明（暗）条纹都与一定的劈尖厚度相对应，因此，称为等厚条纹。条纹间距与劈尖角有关，越大，间距越小条纹越密。erRABO2、牛顿环光程差由空气薄层厚度决定，故为等厚干涉条纹七、迈克耳逊干涉仪应用1.已知波长，可测长度2.已知长度，可测波长2 光 的 衍 射光波绕过障碍物传播的现象：非涅尔衍射、夫琅禾费衍射一、单狭缝衍射1.实验装置 半波带：设想，在角为某特定值时，将单缝处宽度为d的波振面AB分为许多等宽的纵长条带，相邻两带上对应点发出的子波在P点的 =/2 。2.加强、消弱条件asin = (2k+1) /2 时， 加强（明）= k 时， 消弱（暗） 中央亮纹半角宽度：0=sin-1/a3. 图样特点 二、圆孔衍射第一暗环的方向角 Sin=1.22/D三、光栅衍射光栅：许多等宽,等距平行排列的狭缝组成的光学系统光栅方程： dsin = k图样特点 3. 光的偏振一、自然光和偏振光线偏振光、部分偏振光、振动面及其表示方法起偏器、检偏器、透射轴二、马吕斯定律自然光通过偏振器后 I = I0/2三、布儒斯特定律tgi0= n2/n1 布儒斯特定律产生偏振光的方法：反射（折射）、散射、双折射四、光的双折射o光（寻常光）：符合折射定律，在晶体内传播时，各向同性（n ,v相等）,为偏振光。e光（非寻常光）：不符合折 射定律，各向不同性（ n ,v不相等）。为偏振光五、二向色性和偏振片六、 物质的旋光性偏振光在物质中传播时，振动面发生偏转的现象1.石英（液态化合物） ：旋光率，与物质性质和波长有关，L: 旋光物质厚度。(mm)2. 溶液 旋光色散：其它条件不变时，旋光角随波长而变的现象偏振计通过测量物质的旋光角而求得溶液浓度的仪器优点：方便，可靠，常用于药物分析，商品检验总 结概念：光程和光程差、半波损失、线偏振光、二向色性、旋光性、o光 e光及区别、布儒斯特角公式：双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、光栅衍射公式；马吕斯定律、旋光性公式。介绍人类对光的本性的认识的过程几历史上一些著名科学家对光学发展的贡献以教室日光灯光强分布说明不是任意两光源的光都可以发生干涉现象插入动画：1.分波振面获得相干光2.杨氏实验装置分析思路：从位相差、光程差两个角度研究屏上任意一点P处的光强分布规律、条纹间距。插入图：薄膜干涉扩展三个界面的情况下，加强、消弱条件例题13-2插入动画“劈尖干涉”插入动画“牛顿环插入动画：干涉条纹的移动利用半波带法半定性