波动光学复习.ppt

1、第21章光的干涉,一、相干光的条件:频率相同 振动方向相同 恒定的相差,二、杨氏双缝干涉,明暗条件 强度分布,1、明暗条件：,中，影响“ ”的因素,几何路程 r1 , r2,介质 “ n ”,S1 , s2 处的位相,直接由位相反映,由光程反映,半波损失,注意(1),(2) 动态反映,（A）装置放入介质中,（B）点光源不放中间:（如右上图）,例1：双缝一缝前若放一云母片，原中央明纹处被 第7级明纹占据。,已知：,解：,求：云母片厚度,插入云母片条纹为何会移动？,光程差改变了。,0级明纹移到那里去了？,上面去了。,条纹级数增高一级则光程差增大几个 ？,一个 。,光程差改变,3,例2：中央O 点为

2、 k=2 级明纹 求： 与 之差,屏上条纹的位置,零级明纹的位置,插入薄片 e 条纹如何移动？,若O点为k=- 3 级明纹，求 n,例 3、将一微波探测器放于湖边，探测器的位置在水面 上方0.5m处,当一颗辐射 21cm 波长的射电星从地平线上缓慢升起时,探测器接收到的射电波强度将依次出现极大、极小，问当此探测器收到第一个极大时，该射电星处于水平面上方什么角度？,解,2、求光强的方法,解析法 振幅矢量迭加,三、薄膜干涉,1、等倾干涉,2、等厚干涉,动态反映,动态反映：d 等倾条纹（同心圆）外冒,上板向上平移条纹向棱边移动,条纹变密并向棱边移动,光垂直入射时 ( i = 0 ),3、牛顿环:,模

3、具,例3、（1）如何判 断镜头太平 或太凸？,轻压一下镜头， 条纹会移动,变薄，内缩 镜头太平(图 b)。,变薄，外冒 镜头太凸 (图 c )。,（2）图 b、波长，求空气隙最大厚度,数得中心点为： k=3 级暗纹,透镜向上平移,气 隙变厚条纹内缩. 变薄，条纹外冒,动态反映,例4、牛顿环如图示情况,明暗条纹如何分布?,4、迈克耳逊干涉仪,M1 与 M2 严格垂直等倾干涉 M1 与 M2 不垂直等厚干涉,条纹移动 N 条，光程差改变 N ，可动镜移动,1、单缝衍射,讨论：（1）缝上、下移动，中央明纹的位置变否？,（2）缝宽增加为原来的 3 倍，问 I0 及 sin1 如何变化？,不变,一、夫琅

4、和费衍射,强度,第22章光的衍射(无数子波干涉的结果),中央明纹,2、双缝衍射,强度 受单缝衍射的调制,缺级,整数比时，k 级明纹缺级，不止一条,注意 d 、 a 、 、 对条纹的影响。,掌握课堂举例。及229、10、11,3、多缝（光栅）衍射,条纹特点：主极大明亮、尖细，相邻明纹间有宽广的暗区（N-1个极小，N-2个次极大）,主极大（明纹）的位置：,强度,宽度,缺级,注意 （1）深刻领会“光栅方程”的意义,如：平行光斜入射的情况,（2）最高级数：由 =900 求得，最后一条看不见,（3）总条纹数（所有可见明纹），若给出缝宽，注意 缺级现象,掌握课堂举例及作业,4、圆孔衍射,最小分辨角,分辨率

5、（分辨本领）：,问：孔径相同的微波望远镜 与光学望远镜哪种分辨率高？,5、x 射线衍射(布喇格衍射),例5、光栅衍射强度分布如图 ， 设 入= 600 nm 求：d、 a、 N及屏上条纹数目,解：,屏幕上出现的全部明纹为,共13 条,例6 用每毫米有300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝 的两种单色成分的光谱。已知红谱线波长 在 范围内，蓝谱线波长 在 范围内。当光垂直 入射到光栅上时，发现在 角度处，红蓝两谱线同时出现。,(1)在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现? (2)在什么角度下只有红谱线出现?,解：,（1）根据,对红光,对蓝光,红光最大级次：令,即：红4 蓝6 还会重合,角度为,

6、（2）因红光最多只能看到4 级 ，且红2，4与蓝重合，故 纯红光谱的1、3级将出现,第23章 光的偏振,一、马吕斯定律：,二、布儒斯特定律,三、双折射,光轴,例6、用惠更斯原理作出双折射光路图,o光，振动方向垂直于主平面 e光，振动方向平行于主平面,四、椭圆偏振光、圆偏振光,线偏振光,k奇数 k偶数,正椭圆 圆,其它，斜椭圆,/4 波片,/2波片： 自然光、线偏振光通过它后是什么光？,(加一偏振片后可产生干涉),线偏 振光,经 /2 波片：造成 位相差，仍是线偏振光,经 /4 波片：造成 /2 位相差，是椭圆偏振光,自然光,经 /2 波片：还是自然光,经 /4 波片：还是自然光,例7、用一块偏

7、振片和一块/4 波片去鉴别：自然光、 部分偏振光、线偏振光、圆偏振光与椭圆偏振光,（1）先用一偏振片，光通过转动的偏振片后,为部分偏振光或椭圆偏振光（无消光）,（2）再用 /4 波片及偏振片，进一步鉴别：,自然光,圆偏振光,光强不变,光强变，无消光,部分偏振光,椭圆偏振光,光强变，有消光,光强变，有消光,为自然光或圆偏振光,光强不变,光强改变,注意：（1）自然光与部分偏振光中两垂直成分无恒定相位差、而圆和椭圆偏振光中两垂直成分有恒定相位差。,（2）圆与椭圆偏振光（长轴或短轴平行于四分之一波片的光轴时）经四分之一波片后， 两垂直成分位相差改变,例8、杨氏双缝干涉实验中，加三个偏振片，偏振化方向为P2P1， P0 与 P2 、 P1 成 450,讨论 （1）屏上有无干涉条纹？,屏上无干涉条纹,（2）屏上各处偏振态如何？,k时，原明、暗纹处为线偏振光,(2k+1) /2时，为圆偏振光,其他值时，为椭圆偏振光,无条纹,(5)若去掉所有的偏振片,屏上有无条纹?,有条纹,（3）屏前加偏振片 P3 ，且偏振化方向 P3 / P0 屏上有无条纹？,有条纹，条纹位置与原来同。,(4)若去掉 P0 , 屏上有无条纹?,例9、让入射的平面偏振光依次通过偏振片 P1 和 P2 ， P1 和 P2 的偏振化方向与原入射光