光的衍射习题课ppt课件.ppt

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、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。,