大物第12章复习.pptVIP

(2) (3) 完 I1 I2 二、马吕斯定律 光强为I1的线偏振光，透过偏振片后，透射强度为： 二、反射光是线偏振光的条件 布儒斯特角 iB n2 n1 布儒斯特定律：当自然光以布儒斯特角入射到两不同介质的表面，其反射光为线偏振光，光振动垂直于入射面。 布儒斯特角： * 波动光学： 1. 掌握光程和光程差 2. 掌握双缝干涉 3. 掌握单缝衍射和光栅 4. 掌握马吕斯定律和布鲁斯特定律 （1）干涉的强弱取决于光程差，而不是几何路程； 光在折射率为n的媒质中通过几何路程x所用的时间为 在相同的时间内光在真空中通过的路程为 光程是光在媒质中通过的路程折合到同一时间内在真空中通过的相应路程。 （2）光程的物理意义： 相消干涉（暗纹） (k=0,±1, ±2,±3…) 干涉图 相长干涉（亮纹） (k = 0,±1,± 2,± 3…) 干涉条件： 频率相同，振动方向相同，有恒定的相位差。 光程差： §12-3 双缝干涉 英国医生兼物理学家托马-杨(T.Yang)于1801年首先成功地进行了光干涉实验，并看到了干涉条纹，使光的波动理论得到了证实。 一、杨氏双缝实验 设两列光波的在p点引起的振动方程分别为： p · · · 1 2 r1 r2 杨氏双缝波程差： 干涉条纹明暗条件： r1 r2 ? ? x P S s1 s2 D d o 1.干涉条纹在屏幕上的分布 屏幕中央(k=0)为中央明纹。 其中k称为条纹的级数 0 1 -1 2 -2 -3 3 杨氏干涉条纹特征： 2.相邻明纹或暗纹的间距： 结论： 条纹为等间距分布。 0 1 -1 2 -2 -3 3 设单色光在媒质界面分成两束光，两束相干光在不同媒质所经历的几何路程为 ，相遇后它们的相位差为 光程 = n x 光程差： P x1 x2 n1 n2 S1 S2 定义： （1）干涉的强弱取决于光程差，而不是几何路程； 光在折射率为n的媒质中通过几何路程x所用的时间为 在相同的时间内光在真空中通过的路程为 光程是光在媒质中通过的路程折合到同一时间内在真空中通过的相应路程。 （2）光程的物理意义： 3.增透膜和增反膜 (1) 增透膜（透射干涉增强） n1 n MgF2（n=1.38） 玻璃（n1=1.5） 反射减弱： 垂直入射 (2) 增反膜（反射干涉增强） 反射加强： ZnS（n=2.40）玻璃 （n1=1.5） n1 n 垂直入射 n1 n2 n3 等厚干涉条纹厚度不均匀的薄膜表面上形成的干涉 i b a A B C 当一束平行光入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上，如图所示，两光线 a 和b的光程差： 当i 保持不变时，光程差仅与膜的厚度有关，凡厚度相同的地方光程差相同，从而对应同一级干涉条纹--- 等厚干涉条纹。 为此，明纹和暗纹出现的条件为： 明纹 暗纹 实际应用中，通常使光线垂直入射膜面，即 ，光程差公式简化为： ：为因为半波损失而产生的附加光程差。 . S 分束镜M 显微镜 o 牛顿环 装置简图 平凸透镜 平晶 牛顿环：一束单色平行光垂直照射到此装置上时，所呈现的等厚条纹是一组以接触点O为中心的同心圆环。 牛顿环光程差的计算 牛顿环干涉条纹的特征 牛顿环的应用 3.牛顿环 (1) 牛顿环实验装置及光路 (2) 反射光光程差的计算 ? =2e +?/2 e A 1 2 二、菲涅耳半波带法 1.衍射暗纹、明纹条件 ——中央明纹 ? ，此时缝分为两个“半波带”,P为暗纹。 暗纹条件 ? 半波带 半波带 λ|2 λ|2 * * 半波带 半波带 此时缝分成三个“半波带”,P为明纹。 明纹条件 ? λ|2 λ|2 λ|2 λ|2 λ|2 λ|2 λ|2 λ|2 λ|2 * * 单缝衍射明暗条件： 明纹 暗纹 0 1 2 1 2 I * * 注意： k的取值范围 * * 1. 单缝衍射明纹角宽度和线宽度 角宽度 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差 线宽度 观察屏上相邻两暗纹中心的间距 衍射屏 透镜 观测屏 三、单缝夫琅和费衍射条纹特征 * * 衍射屏 透镜 观测屏 中央明纹 角宽度 线宽度 暗纹 * * 2.其它级次条纹宽度 0 1 2 1 2 I 暗纹 线宽度 第k级明纹 角宽度 * * 3.条纹位置 I f x 暗纹 明纹 x1 x2 暗纹 明纹 * * 分辨本领： 最小分辨角： * * 结论：透镜的孔径越大，光学仪器的的分辨本领(分辨率)就越高；波长越短光学仪器的分辨本领(分辨率)就越高。 说明 (1)光学仪器，希望分辨角越小越好，希望分辨本领越大越好。 * * (2)对于天文望远镜，波长一定，增大光学仪器的半径，如：哈勃望远镜。 光栅方程： 理论和实验证明：光栅的狭缝条数