光的衍射現(xiàn)象145單縫夫瑯禾費衍射146圓孔夫瑯禾費衍射147光柵衍射148光的偏振-wenkub
2023-05-11 13:55:41 本頁面
【正文】 陰 影 屏幕 屏幕 一 、 光的衍射現(xiàn)象 光波在傳播過程中遇到障礙物 ， 能夠繞過障礙物的邊緣前進 .這種偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為 光的衍射現(xiàn)象 。 0PC二、衍射條紋分析 夫 瑯 禾 費 單 縫 衍 射 ?衍射角 a0PfL EKABO P② ?s ina θ的平行光線會聚于屏幕上 P點 AB面上各點發(fā)出的光線到達 P點的光程各不相同 .過 A點作平面 AC,AC面上各點到點 P的光程都相等 ,從面 AB上各點發(fā)出的光線到達 P點的相位差 ,就對應于從面 AB到面 AC的光程差。 縫越窄 ,條紋位置離中心越遠 ,條紋排列越疏 ,衍射圖象越清晰。的平行光垂直照射在一個單縫上 ,a=, f=1m。 如果所用單縫的寬度 a=，縫后緊挨著的薄透鏡焦距 f=1m，求 (1)中央明條紋的角寬度 。 圓孔夫瑯禾費衍射 光學儀器的分辨本領(lǐng) 圓孔夫瑯禾費衍射 df1?DL E1?1s in 1 .2 2 D?? ? 愛里斑的半角寬度 (愛里斑的半徑對透鏡光心的張角 )即為第一級暗環(huán)所對應的衍射角。 如用望遠鏡觀察遙遠天空中的一對雙星 S S2,望遠鏡物鏡的邊框相當于一個圓孔。 在光學中 ,最小分辨角的倒數(shù) 1／ θ 0稱光學儀器的分辨率 R S1 S2 ?0 S1’ S2’ 1?01 a r c s in ( 1 . 2 2 )D?????當 θ 0很小時 01 1 . 2 2 D?????01111 . 2 2DR? ? ?? ? ?當 θ 0很小時 定義 兩恰能分辨的物點對透鏡光心的張角稱為光學儀器的 最小分辨角 ,用 θ0表示 ,它正好等于每個愛里斑的半角寬度 ,即 分辨率的解 說 如何提高儀器分辨率？ 如大口徑天文望遠鏡 011 . 2 2DR???? 方法之一： ?不可選擇，可使透鏡鏡頭直徑 D? 方法之二： D不可選擇，可使入射光的波長 ?? 電子 ? ( ?1197。但為了測量準確 ,要求條紋必須分得很開 ,條紋既細且亮。 光柵衍射 光柵衍射 任何具有空間周期性的衍射屏 ,如晶體點陣中的原子或離子 一、（衍射）光柵 由大量等間距、等寬度的平行狹縫所組成的光學元件 透射光柵 在玻璃片上刻出大量平行刻痕 ,刻痕為不透光部分 ,兩塊刻痕之間的光滑部分可以透光 ,相當于狹縫。 ba?光柵常數(shù) d=a+b aa 透光部分的寬度 bb 不透光部分的寬度 3個問題 二、光柵方程 (1)如果 N條縫輪流開放，屏上出現(xiàn)什么結(jié)果？ (2)如果 N條縫同時開放 (假設(shè) N條光不干涉 )，屏上明、暗紋位置是否會變化？光強如何變化？ (3)如果 N條縫同時開放 (N條光是相干光，且相位差恒定 )，屏上出現(xiàn)什么結(jié)果？ 光柵衍射條紋是 單縫衍射 和 多縫干涉 的總效果 或 N條縫的干涉條紋 要受到 單縫衍射的調(diào)制 設(shè)平行單色光垂直照射光柵，各縫具有相同衍射角 θ的一組平行光都會聚于屏上同一點，這些光波疊加彼此產(chǎn)生干涉。 隨著縫數(shù)的增加，明紋變得越細、越亮，明紋間是大片暗區(qū) 三、光柵衍射條紋的特征 單縫 雙縫 三縫 五縫 20縫 I 0 1 2 3 4 5 6 0 0 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 ??sina??sind3ad ?單縫衍射 多縫干涉 多縫衍射 π sinau ???π sind????220sin sinsinuNuII????????? ???? ??總?cè)?、光柵衍射條紋的特征 多縫干涉的 k級極大處正好是單縫衍射的 k39。 光柵光譜 例 用白光照射在每厘米有 6500條刻痕的平面光柵上，求第3級光譜線的張角。 解 111s in ?? kd ? 222s in ?? kd ?2122112132s ins inkkkk ??????第二次重合 k1=6, k2=4 0 1s in 6 0 6 3 . 0 5 μ mdd ???12 ???兩譜線重合 所以 12213624kk??? ? ? ?例 波長為 600nm的單色光垂直入射于光柵。 范圍內(nèi)實際呈現(xiàn)的全部明紋級數(shù)。 3 6 0 0 0 A2????紫006 0 0 0 A ~ 7 6 0 0 A? ?例 用波長為 4000— 7600 的白光照射衍射光柵，其衍射光譜的第二級和第三級重疊，則第 3 級光譜被重疊的部分的波長范圍是（ ） （ A） 6000— 7600 （ B） 5067— 7600 （ C） 4000— 5067 （ D） 40006000 。 光波是特定頻率范圍內(nèi)的電磁波，引起人眼感光的是光矢量 。 x y k注意 相位關(guān)系，不可能干涉。 ，透射光強發(fā)生變化 ,在旋轉(zhuǎn)一周過程中 ,出現(xiàn)兩次極大 ,兩次極小。求兩束單色自然光的強度之比。 雙折射現(xiàn)象 由雙折射引起的光的偏振 雙折射現(xiàn)象解說 二、尋常光（ o光）和非尋常光（ e光） n1 n2 i (各向異 性介質(zhì) ) 自然光 o光 e光 e?o?21s ins in onin? ??常數(shù) 不管入射光方位如何， o光總在入射面內(nèi)。如將方解石圍繞著入射光束旋轉(zhuǎn)，則發(fā)現(xiàn) o光束不動，而 e光束跟著旋轉(zhuǎn)。如果設(shè)法移去其中一束或?qū)墒夥值煤荛_，則得到了線偏振光，此即提供了獲得線偏振光的一種方法。 夫瑯禾費單縫衍射的光強分布公式的推導 1. N個同方向、同頻率、同振幅 a0、相位差均為 φ簡諧振動的疊加 10 c o sx a t?? 20 c o s ( )x a t???? 0 c o s [ ( 1 ) ]Nx a t N??? ? ?O x1a2a?NaA?BCM?N?2 sin 2NA O M O B ???02sin2aOB??0sin2sin2NAa???
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