将晶体看作一系列平行的原子层晶面.ppt

1、1,将晶体看作一系列平行的原子层晶面,光程差,当2dsin正好等于x射线波长的某整数倍时各原子层发出的反射线互相干涉加强,布拉格公式,（1）平行晶面之间反射波的干涉,（2）同一晶面内反射波的干涉,显然当=时得到零级极大,“镜面反射”,2,例： 的晶体对 射线衍射。问在哪些方向上可以见到衍射极大。,14.5; 30; 48.6; 90,这些方向上分别出现一级，二级，三级，四级极大。,注意出光管与探测器要移动以保证入射角等于衍射角光栅衍射不同,如果固定，由于晶体也一定，则2dsin 不一定恰满足对某波长的x射线产生反射极大。这时应以连续波长的x射线入射。其中总有一个波长恰满足 某整数,3,三、 圆

2、孔衍射 光学仪器分辨率,4,几点结论,第一极小的角半径,非常小,（单缝 ）,第一极小到中心的距离=中心斑（爱利斑）半径,第一极小对透镜的张角,5,“瑞利判据”,爱利斑的大小表示了透镜成像的质量,6,瑞利判据：当一个爱利斑的中心恰落在另一个的边缘时恰可分辨。即一个衍射中央极大正好与另一个衍射极小相遇,7,分辨本领,8,例：在通常亮度下人眼的最小分辨角为多少？（瞳孔直径3mm）远处两根细丝间距为2mm，离人眼多远恰可分辨？,因此人眼的最小分辨角为,设,细丝对人眼的张角,恰能分辨时,9,第20章 光的偏振,（一）光的五种偏振态,1、 线偏振光（平面偏振光）光矢量只沿一个固定方向振动。,2、 自然光波

3、线上各点光矢量的振动沿各个方向都有。从时间平均来看，它们对波线形成轴对称的分布,10,3、 部分偏振光介于一，二之间的一种强度在某方向上最强。在与此方向垂直的另一方向上最弱。用不等振幅的两个垂直振动表示。,4 圆偏振光波线上各点电矢量的大小不变但在垂直于波线的方向上，即在波面内做匀角速旋转,5、 椭圆偏振光波线上各点的电矢量的端点在波面内描绘的轨迹为椭圆。,Flash光的五种偏振态,11,（二）（线偏振光的）起偏与检偏,得到偏振光的方法起偏。检验它的方法检偏。,偏振片,从一个偏振片出射的光为线偏振光。如何知道？,最后从检偏镜出射的光强？,马留斯公式,当 （两通光方向平行）从 出射的光强最大 当

4、 （两通光方向垂直）从 出射的光强为零,通光方向或偏振化方向,12,例：自然光入射。 。若想使从P2出射的光强不为零在不动P1,P2的方位时有什么方法？,要使从P2出射的光强最大,13,（三） 由反射产生偏振光,一般情况下：当入射光为自然光，折射光和反射光均为部分偏振光,14,当 时，反射光为线偏振光。且光矢量的振动方向与入射面垂直。,“布儒斯特”角或起偏角,15,例：求（1）由空气到玻璃的全偏振角。（2）由玻璃到空气的全偏振角。,若入射光本身为线偏振光，以布儒斯特角io入射。,无反射,16,（四）由晶体的双折射产生偏振光,1、现象,（1）o光，e光,总是符合折射定律的那一束称为寻常光o光,常

5、常违反折射定律的那一束称为非常光e光,（2）晶体的光轴,晶体存在这样一个特殊的方向光沿该方向入射时出射光只有一束没有发生双折射现象。这特殊的方向晶体的光轴,光,演示双折射现象,17,（3）晶体的主截面,光线向晶体表面入射时，那个界面的法线与晶体的光轴构成的平面主截面,（4）双折射光的偏振态,（c）当入射光线在主截面内时（入射面/主截面或法线，入射光线，光轴在同一平面内）时 主截面（光轴） 主截面,（a）o,e光均为平面偏振光,（b）o,e光的偏振方向互相垂直,18,19,2.晶体中的波面,O光的波面：沿各方向的传播速度均为vo,球面,e光的波面：e光沿各方向传播的速度不同,沿光轴方向,垂直于光

6、轴方向,其它方向 介于两者之间,一个点光源在晶体中e光的波面应为_?,绕光轴方向的椭圆回转面,若将同一时刻o,e光的波面画在一起，那么该两波面在_方向上相切,光轴,一个点光源在晶体中o光的波面为_?,20,注意：这里ve是特指e光在与光轴垂直的方向上的传播速度，不是泛指e光的传播速度,引入折射率：,21,3. 惠更斯做图法求折射方向,22,请判断哪种情况下 (1)没有双折射发生？ (2)有双折射发生，但o,e光的传播方向重合？ (3)特殊情况o,e光的传播方向均服从普通的折射定律？,23,同一时刻o,e光的波阵面不再重合，传播速度也不同。折射率也不同,尽管此时o,e光的传播方向没有分开，但与刚

7、才不同的是此时有双折射发生。,o,e光波面始终重合，速度均为vo折射率均为no没发生双折射。,24,这是一特殊情况o,e均服从普通的折射定律：,在其它情况下，e光不服从折射定律,25,(五) 波晶片 偏振光的干涉,波晶片的作用？,设,前表面,出射面,1.波晶片从单轴晶体中切割下来的平行平板。光轴平行于表面。,通过晶片后o光的位相比e光的位相多延迟,26,除了与 成正比外还与波晶片的厚度 有关。适当选择厚度 可使两束光之间产生任意数值的相对位相落后,27,对出射光的讨论P22两同频率的垂直振动的合成,合成为线偏振光,与入射前相比振动面没有发生改变,28,合成仍为振幅为A的线偏振光。但与入射前相比

8、，振动面转动了2角度,29,合成为正椭圆偏振光,合成为圆偏振光,合成为斜椭圆偏振光,30,到达屏幕上两束光之间的位相差产生于：,(1)从波晶片出射时有位相差,(2)通过P2时由于向P2的投影方向可能相同或相反。投影相反时又产生位相差,所以到达屏幕时两束光之间的位相差：,投影方向相反时。典型,投影方向相同时。典型,2.偏振光的干涉,波晶片光轴,31,由极大极小条件；,出射光干涉相消。,几点讨论：,1.若d均匀一致，以单色光入射。到达屏幕上各点的两相干光之间的 一样，所以有相同的干涉结果。,2.当d不均匀，以单色光入射，到达屏幕上各点的两相干 光之间的 不同，所以有不同的干涉结果。出现明暗不同的干涉条纹,3.当d不均匀，以白光入射，则每一定的厚度处总会有某个波长使从那一厚度处出射的光干涉相长波晶片不同厚度处出来的颜色不同。（见小鸭子演示）,32,有些晶体（有机玻璃等）在正常情况下各向同性。但在外力下或外场中变为各向异性，也会