光的衍射习题课ppt课件.ppt

光的衍射光的偏振习题课,一、基本要求,1了解惠更斯菲涅耳原理,2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,3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,4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,二、基本内容,1单缝夫琅禾费衍射,（1）半波带法的基本原理,（2）明暗条纹的条件,（3） 条纹宽度,中央明条宽度：角宽度,线宽度,明条纹宽度,2衍射光栅,（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，当,同时成立时，衍射光第 级缺级且,4线偏振的获得和检验,（1）布儒斯特定律,（2）马吕斯定律,（ 为光振动矢量 与偏振片偏振化方向的夹角）,自然光通过偏振片后，强度为,三、讨论,1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,（2）入射波长相同，哪一个图对应的缝最宽,（3）各图的 等于多少？有哪些缺级?,图（a）双缝衍射,2将下面各图中的反射光和折射光的偏振态在图中标出，其中 为布儒斯特角,四、计算,在可见光范围内，满足上式的光波：,可允许在屏上x=1.5mm处的明纹为波长600nm的第二级衍射和波长为420nm的第三级衍射,（2）此时单缝可分成的波带数分别是,讨论：当单缝平行于透镜（屏）上下微小平移时，屏上的条纹位置是否也随之移动.,位置不变！为什么？,2双缝干涉实验中，缝距 ，缝宽 ，即双缝（N=2）的衍射，透镜焦距f=2.0m，求当 光垂直入射时，,（1）条纹的间距,（2）单缝中央亮纹范围内的明纹数目（为什么要讨论这一问题？）,解：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),（1）由 得明纹中心位置,因为,条纹间距,（2）欲求在单缝中央明纹范围内有多少条明纹，需知单缝衍射中央明纹宽度,或者从中央明纹半（角）宽度来考虑，则有明纹,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),（1）由于受到单缝衍射效应 的影响，只有在单缝衍射中央 明纹区内的各级主极大光强度较大，通常我们观察到光栅衍射图样就是在单缝中央明纹区域邻近的干涉条纹,讨论：,（2）若取 ，使单缝衍射中央明纹宽，那么，在中央明纹区域内，观察到主极大数目愈多，且各明条纹强度也愈接近（如图）,解（1）由光栅方程，有,已知,得,又因第4级缺级，则由 ， 得,（2）设 ，则,可以见到 （k=10条)，包括零级明纹，但是：由于有缺级， ，则可见到17条（实际15条）,（3）此时屏上条纹不再对称，在一侧有,另一侧有,当 时，,时，,4将一束自然光和线偏振光的混合光垂直入射-偏振片若以入射光束为轴转动偏振片，测得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。,设线偏振光强为 ，其通过偏振片后的最小光强为零，最大光强为,所以透射光总强度： 最小值为 ，最大值为,根据,解：画出装置示意图和矢量图,5一厚度为0.04mm的波晶片， 其光轴平行于表面，将其插入 两主截面相互垂直的尼科耳棱 镜之间，使光轴与第一尼科耳镜主截面成角，试求哪些波长的可见光不能通过这一装置。,自然光通 后为线偏振光，光振幅为A（方向平行于主截面），垂直入射到晶片后分为两束光（o,e）振幅分别为,这两束光经 后，透出的光振动，振幅分别为,且两束光的相位差为,若 干涉相消，,当k=10,16,17共8个值，对应波长为688nm，625nm,573nm,529nm,491nm, 459nm,430nm,405nm这些光因干涉相消而不能通过该装置。,