大学物理波动光学复习重点.ppt

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1、期末复习,第五篇 波动光学光的干涉光的衍射光的偏振,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

2、变,3,例2：中央O 点为 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

3、环:,模具,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、夫琅和费衍

4、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（分辨本领）：,问：孔

5、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,（2）因红光最多只能看到4 级，且红2

6、，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、用一块偏振片和一块/4 波片去鉴别：自然光、部分偏振光、线偏振光、

7、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

8、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光矢量振动方向的夹 角分别是 和,欲使最后透射光振动方向与原入射光 振动方向垂直,并且透射光有最大光强,问,各应满足 什么条件?,解：要使透射光与入射光垂直,须,P1、P2 间夹角,设入射光强为I0，则透射光强为,要使，须,END,