大学物理B 第十一章 光复习.ppt

* 4 干涉条件 11-2 光的相干特性 P * 明暗条纹的位置 白光照射时，出现彩色条纹 暗纹 明纹 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 1） 讨论 条纹间距 2） 一定时，条纹间距 与 的关系如何？ 11-2 光的相干特性 * 杨氏双缝干涉实验： ?用分波阵面法产生相干光 ?单色光的干涉花样是明暗相间，等距排列平行条纹，间距 ?入射白光：中央（k=0）白色其它级颜色按波长由小（紫）到大（红）排列. 11-2 光的相干特性 * 明纹 暗纹 （明纹） （暗纹） (1)棱边处 为暗纹. (2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差 * (2)测膜厚 (1)干涉膨胀仪 劈尖干涉的应用 * (3)检验光学元件表面的平整度 * 空气 (4)测细丝的直径 * R 明纹 暗纹 r d 光程差 * R r d 暗环半径 明环半径 * 夫 琅 禾 费 单 缝 衍 射 衍射角 （衍射角 ：向上为正，向下为负 ） 菲涅尔波带法 半波带法 11-3 光的衍射特性 * 干涉相消（暗纹） 干涉加强（明纹） （介于明暗之间） （ 个半波带） 个半波带 个半波带 中央明纹中心 * 干涉相消（暗纹） 2k个半波带 （二）单缝衍射衍射图样的特点 1、中央明纹 中央明纹宽度： 2、暗纹 相邻暗纹宽度： 11-3 光的衍射特性 * 干涉加强（明纹） 2k+1个半波带 3、明纹 相邻明纹宽度： 4、条纹位置 11-3 光的衍射特性 * 明纹位置 相邻两缝间的光程差： 光栅常数： 光栅常数 衍射角 ：透光部分的宽度 ：不透光部分的宽度 二 光栅衍射条纹的形成 光栅的衍射条纹是衍 射和干涉的总效果 * 衍射图样 a 光屏 透镜 光栅 b 任意相邻两个狭缝衍射光线的光程差都相同，为： 明纹位置 上式称为光栅方程 11-3 光的衍射特性 * 光的波动性 光的干涉、衍射 . 光波是横波 光的偏振 . 机械横波与纵波的区别 机械波穿过狭缝 11-4 光的偏振特性 * 一　自然光 偏振光 自然光 ：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光叫自然光 . 自然光以两互相垂直的互为独立的（无确定的相位关系）振幅相等的光振动表示 , 并各具有一半的振动能量 . 符号表示 注意 各光矢量间无固定的相位关系 . 二互相垂直方向是任选的 . 11-4 光的偏振特性 * 部分偏振光 ：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光 . 光振动只沿某一固定方向的光 . 偏振光 11-4 光的偏振特性 * 偏振化方向 :起偏器允许通过的偏振方向称为起偏器的偏振化方向 起偏器 在实验室条件下自然光经特殊材料的反射、折射或吸收后，可能只保留某一方向的光振动，利用这些特性可以从自然光中分离出线偏振光，相应的器件称为起偏器 强度为I0自然光通过起偏器后透射光强度为I0/2 偏振化方向 11-4 光的偏振特性 * （二）马吕斯定律 强度为I0 的偏振光通过检偏振器后, 出射光的强度为 起偏 检偏 当检偏器偏振化方向与偏振光偏振方向垂直时，即 出射光强为零，称为消光 11-4 光的偏振特性 * 例1 有两个偏振片,一个用作起偏器, 一个用作检偏器. 当它们偏振化方向间的夹角为 时 , 一束单色自然光穿过它们, 出射光强为 ; 当它们偏振化方向间的夹角为 时, 另一束单色自然光穿过它们 , 出射光强为 , 且 . 求两束单色自然光的强度之比 . 解 设两束单色自然光的强度分别为 和 . 经过起偏器后光强分别为 和 . 经过检偏器后 * 空气 入射面 入射光线和法线所成的平面 . 反射光 部分偏振光 ，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动 . 折射光 部分偏振光，平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动 . 理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关 . 光反射与折射时的偏振 玻璃 * 布儒斯特定律（1812年） 反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。 当