大学物理--波动光学ppt课件

波动光学 杨氏双缝干涉 薄膜干涉夫琅和费单缝衍射 光栅衍射偏振 旋光半波损失 光程 自然光 偏振光 本章要点 11 1光的干涉光是一种电磁波 光矢量用矢量表示光矢量 它在引起人眼视觉和底片感光上起主要作用 电磁波是横波 相干光 普通光源发光特点 1 原子发光是断续的2 振动方向不同3 振动频率不同 普通光源的发光机制 杨氏双缝干涉实验 明暗条纹的位置 条纹位置与波长的关系 条纹间距 宽度 单色光各级明 暗条纹宽度相同 不同波长的光条纹宽度不同 条纹亮度 各级明条纹亮度相同 洛埃镜实验 P M 半波损失 光从光疏媒质 n较小 射向光密媒质 n较大 时 反射光的相位较之入射光的相位跃变了 相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程差 称为半波损失 折射光没有半波损失 光程 同一束光在不同的介质中频率不变 光程 nr光程差 n2r2 n1r1本质 把光在媒质中的传播折算成在真空中的传播 相干光产生明 暗条纹的条件 例1 例11 1 薄膜干涉 当时 例2 例11 2 增透膜 11 2光的衍射衍射现象 只有当波长与障碍物的线度可比拟时 才能观察到明显的衍射现象 惠更斯 菲涅尔原理子波干涉夫琅和费单缝衍射 光源 单缝 屏幕距离无穷远缝宽a 波长 焦距f 衍射角 对称轴上为中央明条纹P点的干涉结果由A B的光程差BC aSin 决定 AB分割为两个半波带 半波带法 半波带 BC上半个波长在AB上对应的部分 AB分割为三个半波带 剩下一个半波带无法抵消 所以P点为明条纹 对应点的光程差为 2 所以互相抵消 P点为暗条纹 单缝衍射明 暗条纹的条件 各级明条纹亮度 光栅衍射 由许多等宽度 等距离的狭缝排列起来形成的光学元件 狭缝宽度 a刻痕宽度 b光栅常数 d a b光栅衍射 单缝衍涉 多缝干涉光栅公式 明条纹 a b Sin k k 0 1 2 3 缺级现象单缝衍射为暗条纹时 即aSin k 时 干涉出现缺级 即 a b a为整数时 发生缺级 光栅衍射光谱例3 例11 4 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 11 3光的偏振 自然光偏振光 自然光 一般光源发出的光中 包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等 轴对称 这样的光叫自然光 自然光以两互相垂直的 互为独立的 振幅相等的光振动表示 并各具有一半的振动能量 各光矢量间无固定的相位关系 二互相垂直方向是任选的 完全偏振光 线偏振光 部分偏振光 某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 光振动只沿某一固定方向的光 偏振片起偏与检偏 二向色性 某些物质能吸收某一方向的光振动 而只让与这个方向垂直的光振动通过 偏振片 涂有二向色性材料的透明薄片 偏振化方向 偏振片中能让光振动通过的某一特定方向 检偏 马吕斯定律 例4有两个偏振片 一个用作起偏器 一个用作检偏器 当它们偏振化方向间的夹角为时 一束单色自然光穿过它们 出射光强为 当它们偏振化方向间的夹角为时 另一束单色自然光穿过它们 出射光强为 且 求两束单色自然光的强度之比 解 设两束单色自然光的强度分别为和 经过起偏器后光强分别为和 经过检偏器后 立体电影原理 旋光现象振动面发生旋转迎着出射光观察 右旋 顺时针左旋 逆时针对旋光物质 dd 单位为分米 旋光率对旋光溶液 cdc 浓度单位为克 厘米3 比旋率 度 与物质性质 光波波长及溶液温度有关旋光计 11 4光的吸收朗伯定律 吸收系数朗伯 比尔定律对溶液 令透射比吸收度消光系数比色计分光光度计光谱分析 干涉 杨氏双缝干涉薄膜干涉 半波损失 光程衍射 夫琅和费单缝衍射光栅公式 半波带 缺级 色散偏振 马吕斯定律 自然光 偏振光旋光 左旋 右旋 比旋率吸收 朗伯 比尔定律 吸收度 本章小结 11 2 11 11 电磁波 400 450 500 550 600 650 760nm紫蓝绿黄橙红 可见光谱 条纹位置与波长的关系 光的衍射现象 菲涅尔衍射和夫琅和费衍射 单缝衍射各级条纹亮度 入射光为白光时 不同 不同 按波长分开形成彩色光谱 白光的衍射光谱 称为色散现象 光谱分析 由于不同元素 或化合物 各有自己特定的光谱 所以由谱线的成分