2015物理光学_复习课讲课.ppt

（2）当?＝90?时，光栅光谱的级数最大，即 因此，此光栅最多可分别看到?1和?2的光谱级到35和29级。 （3）当以 的入射角斜入射时，光栅方程为： 因此，当以30?的入射角斜入射时，此光栅最多可分别看到?1和?2的光谱级到53和44级。 8.波长为λ=500nm单色光,以30°入射角照射在光栅上,发现原在垂直入射时的中央明纹的位置现在改变为第2级光谱线的位置,求:(1)此光栅每厘米上共有多少条缝?(2)最多能看到几级光谱线?共可看到几条谱线? 解：（1） 垂直入射时光栅干涉的主极大条件为： 中央明纹处，对应的级数为K/=0， 斜入射时，光栅干涉的主极大条件为： 依题意， 每厘米上的缝数为 （2）由 令 可得： 只能取 令 可得： 只能取 共可看到7条谱线： 所以能看到的最高级别的光谱为第5级。 例10某元素的特征光谱中含有波长分别为 l1 = 450 nm 和 l2 = 750 nm (1nm=10-9m)的光谱线，在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处的谱线的级数将是： [ D ] (A) 2,3,4,5······ (B) 2,5,8,11 ······ (C) 2,4,6,8 ······ (D) 3,6,9,12 ······ 例11一束平行单色光垂直入射在光栅上，当光栅常数 ( a+b ) 为下列那种情况 ( a 代表每条缝的宽度) 时,k = 3 、6 、9 等级次的主极大均不出现。 [ B ] (A) a+b= 2a (B) a+b= 3a (C) a+b= 4a (D) a+b= 6a 思考题：晚间，通过张在眼前的手帕去观看远处的白炽灯或高眼水银灯会得到什么景象? 由于手帕较薄，构成手帕的棉织纤维就象带有许多小方孔的网格一样。因此，通过手帕去看远处的白炽灯或高压水银灯，就可以看见小方孔阵列衍射花样的美丽景象。 思考题：迈克尔逊干涉仪分光板和补偿板的作用是什么？ 答：迈克耳孙干涉仪中分光玻璃板作用：产生两个具有同频率，同振动方向，初相相同，强度相差不大的两个光源。迈克耳孙干涉仪中补偿玻璃板有两种作用： 其一是补偿分光板因色散而产生的附加程差，为获得白光干涉条纹所必须； 其二是补偿相同入射角不同入射面光线所产生的附加光程差，为获得同心圆形的等倾条纹所必须。 思考题：牛顿环和迈克尔逊干涉实验中观察到的都是圆形干涉条纹，他们意义的区别？ 干涉仪的环形干涉条纹 ?牛顿环干涉条纹 等倾干涉条纹 等厚干涉条纹 等倾角线 等厚度线 中心级次最高 中心级次最低? 条纹定域于无穷远用望远镜观察 条纹定域于波膜表面用显微镜观察 中央亮斑 中央暗斑 光程差增大时条纹向外冒出 光程差增大时牛顿环直径增大? 光程差减小时条纹向内陷入 光程差减小时牛顿环直径减小 ※傅 立 叶 光 学 6.1平面波的复振幅及空间频率波矢：矢径： 6.1.1平面波沿传播方向的复振幅分布： 考虑一个特殊情况，如果平面波沿着Z方向传播， 则可以写为 6.1.2 平面波在某一个平面上的复振幅分布。 第一种情况：单色平面波波矢量平行于xz平面，则cos β =0， 考察z=z0平面 α 等位相点的轨迹是x为常数的直线，在x方向上的空间周期和空间频率分别为 在y方向上复振幅没有变化，空间周期为无穷大，空间频率为0。 于是，在一个平面上的复振幅分布也可以用空间频率表示 第二种情况：平面波传播普遍情况 等位相线的方程为 在两个方向上的空间周期 和空间频率分别为 于是，复振幅分布也可以用空间频率表示 y dx dy x λ 空间角（圆）频率可以定义为 也可以利用α β的余角 ?x=?/2-? ?y=?/2-? u=sin ?x /? v=sin?y/? k z y x ? ? ?x ?y 6.2单色波场中复杂的复振幅及其分解从傅里叶光学的观点研究衍射问题，关键仍然是衍射屏怎么改变和调制入射光波的振幅和位相分布 衍射屏：能使波前的复振幅发生改变的物，统称为衍射屏。 衍射屏将波的空间分为前场和后场两部分。前场为照明空间，后场为衍射空间。 衍射系统的屏函数 波在衍射屏的前后表面处的复振幅分别称为入射场、透射场（或反射场），接收屏上的复振幅为接收场。 入射场 透射或反射场 接收场 相邻波带子波到 P0 的相位差为 ?，这样，复振幅总和为 n 为奇数 n为偶数 讨论 n 为奇数 n为偶数 若逐渐开大或缩小圆孔，在 P0点将明暗交替变化 观察屏沿光轴 CP0平移，在 P0点将明暗交替变化 5.10.2 菲涅耳波带法 2. 讨论 当半