大学物理光学总结.pptVIP

* 光的干涉： 5、普通光获得相干光的方法： 分波面 分振幅 杨氏双缝实验 等厚干涉 等倾干涉 1、两束光是相干光的条件： 2、透镜可以改变光的传播方向，而不会产生附加 光程差。 3、光程与光传播的几何路程的关系。 4、半波损失 杨氏双缝实验 明纹 暗纹 条纹间距： x0 x I ? x r1 ? ? r2 ? x d x D 0 P · 当点光源向上或向下运动时，干涉条纹应怎样运动？ 条纹光强： (1) 一系列平行的明暗相间的条纹； (3) 中间级次低，两边级次高； (4) 条纹特点： (2) ? 不太大时条纹等间距； 白光入射时，0级明纹中心为白色 (6) ?x ??，可见对于复色光，x≠0时明条纹有色散， (5)当平行光垂直照射双缝时，屏幕中央(x=0)为明条 　　　　　纹，向两侧分布明暗相间的条纹。 内侧紫，外侧红。 等倾干涉 产生条件： 等厚的薄膜 不同的入射角 干涉条纹特点： 明纹 暗纹 ▲一系列同心圆环 rk环= f tg i 条纹半径越大，入射角越大。 ▲ 条纹间隔分布: 内疏外密 ▲ 条纹级次分布: e一定， ▲ 膜厚变化时,条纹的移动： 级次由大到小,中心处级次最大 从中间冒出 向圆心收缩 等厚干涉 1、劈尖 ? 反射光1 ? 单色平行光垂直入射 e n1 n1 n · A 反射光2 (设n n1 ) 同一厚度e对应同一级条纹——等厚条纹 第k条暗纹 第k+1条暗纹 1、平行于棱边的明暗相间的直条纹 3、相邻条纹间距： 相邻明或相邻暗条纹对应的膜厚差均为??2n 条纹特点? 2、侧棱处是第0级,第1条暗纹 思考题2? 等厚条纹 待测工件 平晶 请问：此待测工件表面上，有一条凹纹还是一条凸纹？这条纹方向是怎么样的（平行于或垂直于侧棱）？ 答：凸纹， 是垂直于侧棱。 若平行于侧棱，等厚干涉条纹是什么样子的？ e r R · ? o 内疏外密。 3、条纹间距： 干涉条纹特点?4 1、明暗相间 2、中心是暗斑：e=0, 4、级次由小变大 2、牛顿环 3、迈克耳逊干涉仪 s M1 M2 M2 G2 G1 L V C d E 固定 可调 M2的虚像 分光板 补偿板 干涉条纹每经过一次十字交丝，薄膜厚度就增大（减少）半个波长。 光的衍射： 光在传播过程中能绕过障碍物的边缘，而偏离直线传播的现象叫光的衍射。 惠更斯-菲涅耳原理:点光源S在空间某点P所产生的扰动,可以看作是波前上各点发出的次级子波在P点相干叠加的结果。 夫琅禾费单缝衍射 S E K 用菲涅耳半波带法进行研究 a P? P0 A B C ? ? asin? ? 零级极大， 中央明条纹 暗 明 1.中央明条纹宽度即为两个第一暗纹间的范围,为 中央明条纹的半角宽度 衍射条纹特点： 半线宽度 全角宽度: 全线宽度: I 0 x1 x2 衍射屏 透镜 观测屏 f ?1 2.其它明条纹的宽度为中央明纹宽度的一半，角宽度 3.明条纹的亮度:中央明纹最亮,两侧显著递减,见图。 4.条纹的位置与波长? 有关,可知复色光明纹会显示色散,形成衍射光谱, 亮度 内侧紫,外侧红。 爱里斑 集中了约84%的衍射光能。 D? ? ? 爱里斑变小 相对光强曲线 1.22(?/D) sin? 1 I / I0 0 圆孔衍射、 光学仪器的分辨本领 圆孔孔径为D ? L 衍射屏 观察屏 中央亮斑 (爱里斑) ?1 f I D * * S1 S2 0 ?? 最小分辨角 （angle of minimum resolution）： 分辨本领 （resolving power）： 瑞利判据： 衍射光栅 P O ? (a+b)sin? a b ? (~10–7m) a缝宽;b缝间不透明的部分； d=a+b缝间距离，称为光栅常数。 　　光栅衍射图样中明纹和暗纹位置可以通过干涉因子和衍射因子的极大和极小条件调制。 由干涉因子可知， 光栅方程 可能出现主极大 光强公式 每个窄缝发的子波在P点振幅近似相等,设为 P处的合振幅EP 就是各子波的振幅矢量和的模 P O ? (a+b)sin? a b ? P 处是多个同方向、同频率、同振幅、初 ?? EP ?E0 相依次差一个恒量△? 的简谐振动的合成， 合成的结果仍为简谐振动。 令 有 P点的光强 R EP E0 △Φ △Φ 即在两个主极大之间共有N–1条暗纹 2 .暗纹 3 .次级明条纹(次极大) 相邻主极大之间共有N–2条次级明纹。它们的强度 比主极大要弱的多。 4. 缺级 当? 满足 asin? =±k? (单缝衍射暗条件) 同时 (a+b)sin ? =?k? (光栅主极大) 光的偏振： ☆两类偏振现象： 1）反射、折射时的偏振——布儒斯特定律 2