光学习题课09PPT.ppt

1、光栅衍射,（1）光栅衍射是单缝衍射和各缝干涉的总效果,（2）光栅方程,（3）缺级条件,衍射光第k 级缺级,解决的问题：,(主) 明纹中心,如图所示,例1 在两块正交偏振片p1 , p3 之间插入另一块偏振片p2 ,其偏振化方向与p1的偏振化方向夹角为 ,若光强为I0 的自然光垂直入射于偏振片p1 ,则透过p3的光强 I 为多少?如何使透射光强最大?,解：,例2 自然光强 I0 入射到重叠在一起的四块偏振片上，若每块偏振片的偏振化方向与前一片偏振化方向的夹角沿顺时针（逆光线传播方向）转过30，求出射光强.,例3 将一束自然光和线偏振光的混合光垂直入射到偏振片上, 若以入射光束为轴转动偏振片,测得

2、透射光强度的最大值是最小值的3倍,求入射光束中自然光与线偏振光的光强之比值。,1111 反射光与折射光的偏振,实验(1815年)表明 反射与折射中(自然光入射),( Brewster定律),i0 起偏角或 Brewster角,( Brewster定律),a. 反射光与折射光偏振化程度与入射角i 有关,b. 起偏时( i = i0 ) 反 折,玻璃片堆,例 如图一块 n =1.50 的平板玻璃浸入水中, 已知一束光入射到水面上时 , 反射光是线偏振光。若 要使玻璃表面的反射光也是线偏振光，则玻璃表面于水平面的夹角 =？,一. 双折射的寻常光和非寻常光,对各向异性晶体(方解石), 两束光,1. 寻

3、常光(o光)和非常光(e光),o光: 遵守折射定律 各个方向 vo= 常数 no= 常数,两者均为偏振光,光沿光轴方向入射， 不发生双折射现象,1112 双折射,3.主截面 光轴与入射面法线所成平面,如光沿主截面入射 (本教材讨论对象),4. no与ne,正晶体(如石英),负晶体(如方解石),正晶体(如石英),负晶体(如方解石),四. 人为双折射现象,1.克尔效应与泡克尔斯效应 (加电场),克尔效应,线性电光效应,电光效应 (电控光开关),泡克尔斯效应,66.,2.光弹效应 可显示材料内应力分布,波动光学习题课,基本要求,1理解获得相干光的基本方法，掌握光程概念；,2会分析杨氏双缝干涉条纹及薄

4、膜等厚干涉条纹的位置和条件；,3了解迈克耳孙干涉仪的工作原理。,4了解惠更斯菲涅耳原理,5掌握单缝夫琅禾费衍射的条纹分布，以及缝宽，波长等对衍射条纹的影响,6理解光栅衍射方程，会分析光栅常数，光栅缝数N 等对条纹的影响,7理解线偏振光获得和检验的方法，马吕斯定律和了解双折射现象,1杨氏双缝干涉中，若有下列变动，干涉条纹将如何变化,（1）把整个装置浸入水中,（2）在缝S2处慢慢插入一块楔形玻璃片,图示由于S2到o点的光程逐渐增加，因此S1到屏和S2到屏两束光线相遇处的光程差为零的位置向下移动。,即整个干涉条纹向下移动。,此时波长为 ，则条纹变密,讨论题与选择题,干涉条纹位置不变,但干涉减弱不为零

5、(暗),整个条纹对比度下降,不够清晰。,干涉条纹仅在o点上方, 且明暗条纹位置与原来相反。,中央明纹的位置(干涉条纹位置)向上、下移动。,明,暗,明,暗,另外:为什么不讨论n1上表面处反射光的干涉？, B , C ,5图示,设单色光垂直入射,画出干涉条纹（形状，疏密分布和条纹数）,（1）上表面为平面，下表面为圆柱面的平凸透镜放在平板玻璃上。,当,可观察到第四级明条纹 .,由图知可得明条纹8条, 暗条纹7条的直线干涉条纹。,（2）平板玻璃放在上面，下面是表面为圆柱面的平凹透镜。,同理，由,6.当单色平行光垂直入射时，观察单缝的夫琅禾费衍射图样。设I0表示中央明纹的光强， x0 表示中央明纹宽度。

6、若只把单缝的宽度增大为原来的3倍。其他条件不变，则,(D) I0增为原来的9倍， x0 减为原来的1/3 .,(B) I0增为原来的3倍， x0 减为原来的1/3；,(C) I0增为原来的3倍， x0增为原来的3倍；,(A) I0不变， x0 减为原来的1/3；, D ,（2）各图的 等于多少？有哪些缺级?,7由下列光强分布曲线，回答下列问题,（1）各图分别表示几缝衍射,（3）入射波长相同，哪一个图对应的缝最宽,缺级,(b),缺级,缺级,(d) 缝最宽, C ,计算,由暗条纹条件得,已知N处为第七条暗纹，所以取 得,解：,方法2：劈尖相邻明条（暗条）间的垂直距离为 ，今有七条暗纹，棱边为明条纹

7、，,讨论：,如果N处为一明条纹如何计算？,如果N处不出现明、暗条纹，又如何计算。,则其厚度,（1）设在A处，两束反射光的光程差为,2牛顿环装置中平凸透镜与平板玻璃有一小间隙 ，现用波长为 单色光垂直入射,（1）任一位置处的光程差,（2）求反射光形成牛顿环暗环的表述式（设透镜的曲率半径为R）,若计算透射光,图示 ,解,代入式 得,为正整数，且,（2）形成的暗纹条件,由图示几何关系知 (设A处环半径r ),（2）若M2前插入一薄玻璃片，观察到干涉条纹移动150条，设入射光 ，玻璃折射率 ，则玻璃片的厚度 .,3.（1）迈克耳孙干涉仪中平面镜M2移动距 离 时,测得某单色光的干涉条纹移动 条，则波长为 .,分析：,双缝干涉却又受到每一缝（单缝）衍射的制约，成为一个双缝衍射，(图示衍射图样),（2）单缝中央亮纹范围内的明纹数目,4双缝干涉实验中，缝距 ，缝宽 b = 0.08mm,即双缝 (N=2 ) 的衍射,透镜焦距 f =2.0m ,求当 = 480nm光垂直入射时，求：（1）条纹的间距；,（1）条纹间距,因为,（2）单缝中央明纹范围内有多少条明纹,由 得明纹中心位置,所以，在单缝中央明级范围内可以看到9条明纹(-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4),讨论：,（2）若取 ，使单缝衍射中央明纹宽，那么，在中央明纹区