自然光非偏振光PPT课件

.,1,一.圆孔的夫琅禾费衍射,衍射屏,观察屏,1,圆孔孔径为d,中央亮斑(爱里斑),透镜L,是第1级暗纹的衍射角，也是爱里斑的角半径。,12-9光学仪器的分辨率,.,2,计算结果表明：,透镜的焦距为,爱里斑半径,爱里斑上分布的光能占通过圆孔的总光能的84%。,.,3,是两点对于透镜光心的夹角,d,二、光学仪器的分辨本领,.,4,瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两像被认为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角,可分辨,刚可分辨,不可分辨,.,5,分辨本领：,结论：透镜的孔径越大，光学仪器的的分辨本领（分辨率）就越高；波长越短光学仪器的的分辨本领（分辨率）,最小分辨角：,说明,1、光学仪器，希望分辨角越小越好，,希望分辨本领越大越好,2、对于天文望远镜，,3、对于显微镜，,波长一定，,增大光学仪器的半径,光学仪器的半径不能增大,减小波长,如：哈勃望远镜,电子显微镜,.,6,1990年发射的哈勃太空望远镜的凹面物镜的直径为2.4m，最小分辨角，在大气层外615km高空绕地运行,可观察130亿光年远的太空深处,发现了500亿个星系.,.,7,眼睛的最小分辨角为,设人离车的距离为S时，恰能分辨这两盏灯。,取,在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120cm，设夜间人眼瞳孔直径为5.0mm，入射光波为550nm。,例,人在离汽车多远的地方，眼睛恰能分辨这两盏灯？,求,解,d=120cm,S,由题意有,观察者,.,8,三、光栅的分辨本领,波长为+的第k级主极大的角位置为：,波长为的第kN+1级极小的角位置为：,光栅的分辨本领是指把波长靠得很近的两条谱线分辨清楚的本领。,光栅的瑞利准则要分辨第k级光谱中波长为和+的两条谱线，就要满足波长为+的第k级主极大正好与波长为的最邻近的极小相重合，即与第kN+1级极小重合,.,9,例：设计一光栅，要求(1)能分辨钠光谱的5.89010-7m和5.89610-7m的第二级谱线；(2)第二级谱线衍射角;(3)第三级谱线缺级。,解（1）按光栅的分辨本领,即必须有,（2）根据,由于，所以,.,10,这样光栅的N、a、b均被确定。,（3）缺级条件,.,11,12-11X射线的衍射,一、X射线的产生,电磁波:10-1102,伦琴,伦琴射线1895年,X射线是由高速电子撞击物体时产生,.,12,X射线,二、劳厄实验,为了实现X射线的衍射而设计的,劳厄,衍射图样（劳厄斑）证实了X射线的波动性。,.,13,dsin,1,2,晶面,A,C,B,衍射中心,:掠射角,d:晶面间距,点间散射光的干涉,每个原子都是散射子波的子波源。,同一层晶面上相邻两束光的光程差为零。,三、布喇格公式,不同晶面间散射光的干涉,布喇格公式,.,14,四、应用,已知、可测dX射线晶体结构分析。,已知、d可测X射线光谱分析。,五、实际观察X射线衍射的作法,a.劳厄法：,b.粉末法：,.,15,机械波穿过狭缝,光的波动性,机械横波与纵波的区别,光波是横波,光的干涉、衍射.,光的偏振.,.,16,12-12自然光和偏振光,一、自然光（非偏振光）,光矢量：电磁波的E矢量。,在垂直于光传播方向上的所有可能方向上，E振动的振幅都相等，这样的光称为自然光。,自然光的图示,各光矢量间无固定的相位关系.,二互相垂直方向是任选的.,.,17,二、偏振光,线偏振光：某一光束只含有一个方向的光振动,振动面：光振动方向与光传播方向所确定的那平面,部分偏振光：某一方向的光振动比与之相垂直的另一方向的光振动占优势。,振动面,.,18,二偏振片起偏与检偏,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,这种性质称二向色性.,偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片.,偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向.,自然光,.,19,检偏,.,20,二、马吕斯定律,光强为I1的线偏振光，透过偏振片后，透射强度为：,.,21,1、自然光通过偏振片后光强减为原来的二分之一；,2、旋转起偏片，屏幕上光强不变。,.,22,例题：已知自然光通过两个偏振化方向夹角为60的偏振片，透射光强为I1，今在这两偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片的偏振化方向均夹30角，则透射光强为多少？,解：,.,23,.,24,若在间变化，如何变化？,.,25,12-14反射和折射时光的偏振,一、一般情况下的反射光和折射光,反射光部分偏振光，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动.,折射光部分偏振光，平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动.,理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关.,.,26,布儒斯特定律（1812年）,反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。,当时，,反射光和折射光互相垂直.,空气,.,27,1,空气,例一自然光自空气射向一块平板玻璃，入射角为布儒斯特角，问在界面2的反射光是什么光？,注意：一次起偏垂直入射面的振动仅很小部分被反射（约15%）所以反射偏振光很弱。一般应用玻璃片堆产生偏振光,.,28,对于一般的光学玻璃,反射光的强度约占入射光强度的7.5%,大部分光将透过玻璃.,.,29,讨论下列光线的反射和折射（起偏角）.,.,30,一双折射的寻常光和非寻常光,12-15光的双折射,.,31,光通过双折射晶体,.,32,（一般情况，非常光线不在入射面内）,实验证明：O光和光均为偏振光.,.,33,寻常光线在晶体中各方向上传播速度相同.,常量,非常光线晶体中各方向上传播速度不同,随方向改变而改变.,为主折射率,.,34,方解石晶体