第四章--波動(dòng)光學(xué)(文件)
【正文】 膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有沒(méi)有增反？ 例 照相機(jī)鏡頭 n3=, 其上涂一層 n2= 增透膜，用波長(zhǎng) 的光線垂直照射。求空氣的折射率？ )( 1222 ???? nllnl?解：設(shè)空氣的折射率為 n 條紋移動(dòng)一條時(shí)，對(duì)應(yīng)光程差的變化為一個(gè)波長(zhǎng)，當(dāng)觀察到 條移過(guò)時(shí)，光程差的改變量滿足： ???? )1(2 nl0 0 0 2 9 2 0 7 ???? ln ?邁克耳遜干涉儀的兩臂中便于插放待測(cè)樣品，由條紋的變化測(cè)量有關(guān)參數(shù)。 P點(diǎn)的光振動(dòng)（惠更斯原理的數(shù)學(xué)表達(dá)）為： 00)(,2)(0)(?????????dEKKK??????? 最大dSr krtAKpdE )c o s ()()( ?? ???? ?? S dSr )krtc o s ()(AK)p(E ??S n??PrdS它說(shuō)明子波不會(huì)向后退。 S * 單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置 屏幕 1L K 2LE46 單縫夫瑯和費(fèi)衍射 光源在透鏡 L1的物方焦平面 接收屏在 L2象方焦平面 ?條紋特點(diǎn) : 中央明紋兩側(cè)對(duì)稱分布著各級(jí)明暗條紋 。 0??B A f x C ? 0P ? a(1)(1)(1)P )(2)(2)(2P點(diǎn)位置不同 ,衍射角不同，最大光程差不同，光強(qiáng)不同 . ?? s i na?任意衍射角的一組平行光，因?yàn)槠叫泄饨?jīng)過(guò)透鏡會(huì)聚后不會(huì)產(chǎn)生附加光程，兩邊緣光線之間的光程差為： 屏上的光強(qiáng)分布取決于最大光程差 . BA3A1A2AC ? 菲涅耳半波帶法？ 2?2?將波面 AB分成整數(shù)個(gè)半波帶，各半波帶面積相等。 ?一對(duì)對(duì)相鄰的半波帶發(fā)出的光在該點(diǎn)上抵消。 ?縫越窄，衍射越顯著；縫越寬，衍射越不明顯。 當(dāng)縫寬比波長(zhǎng)大很多時(shí)，形成單一的明條紋 . 顯示了光的直線傳播的性質(zhì) . 結(jié)論 陰 影 屏幕 屏幕 當(dāng) a~ λ 或 a λ 時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象。 條紋位置如何？ c、 縫寬 a對(duì)條紋分布的影響 a 變大，條紋變窄； a 變小，條紋變寬。 如果所用的單縫的寬度 a=，縫后緊挨著的薄透鏡焦距 f=1m，求： (1)第一級(jí)暗紋離中央明紋中心的距離； (2)中央明條紋的半角寬度； (3)中央亮紋的線寬度； (4) 如果在屏幕上離中央明紋中心為 x= P處為一明紋，則它為第幾級(jí)明紋？從 P處看，對(duì)該光波而言，狹縫處的波陣面可分割成幾個(gè)半波帶？ 解： (2)中央亮紋半角寬度 mmmft a nfx 2101222 301 ??????? ?????(3)中央亮紋線寬度 r a da 34710 10105105 ????????? ????(1)第一級(jí)暗紋離中央明紋中心的距離 mmmafs i nft a nfx1105105147111??????????????? ks i na ?? ?? ?1s i naxPof(4)已知 x= 明 紋 ? ? 明紋212 ?? ?? ks i na?? s i nft a nfx ??3?k當(dāng) k=3時(shí)，光程差 272)12(s i n??? ???? ka狹縫處波陣面可分成 7個(gè)半波帶。 用于透射光衍射的叫透射光柵 。 A a b ? P O ? f 透 射 光 柵 每縫都會(huì)衍射，縫縫還有干涉 在衍射角為任意角 ?的方向上，從 任意兩相鄰窄縫相應(yīng)點(diǎn) 發(fā)出的光到達(dá) P點(diǎn)的光程差都是 dsin?. 明紋)0 , 1 , 2 ,(k ???? ?? ks i nd缺級(jí)時(shí)同時(shí)滿足： 缺級(jí) 若干涉的某一級(jí)明紋恰落在衍射的一暗紋處，這一級(jí)明條紋便會(huì)缺掉。 三、 光柵光譜 明紋)0 , 1 , 2 ,(k ???? ?? ks i nd例 用每厘米有 5000條 縫 的光柵，觀察鈉光譜線， λ=。 自然光的表示法： 沒(méi)有一個(gè)方向的光振動(dòng)占 有優(yōu)勢(shì) 。 光矢量 振動(dòng)面 v o H E 2. 線偏振光和 部分偏振光 偏振方向 :光矢量 的方向 E?光矢量只沿一個(gè)固定方向振動(dòng)。 二 、偏振片的 起偏和檢偏 馬呂斯定律 起偏： 使自然光（或部分偏振光）變成線偏振光的過(guò)程。 部分偏振光通過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢偏器， 光強(qiáng)發(fā)生變化。 時(shí)，一束單色自然光穿過(guò)它們，出射光強(qiáng)為 I139。=I239。按馬呂斯定律，透過(guò)檢偏器的光強(qiáng)分別是 oo IIII 60213021 222211 c o s39。 所以有 oo II 60c o s2130c o s21 2221 ?由此得 3130c os60c os2221 ??ooII三、布儒斯特定律 反射光和折射光的偏振 自然光 部分 偏振光 反射和折射過(guò)程會(huì)使入射的自然光一定程度的偏振化。 020201 ic o snrs i nnis i nn ??0i0r1n2n自然光 線偏振光 部分偏振光 0iib (接近線偏振光 ) 玻璃片堆 ? ?? ?? ?? ?? ??? ?? ??? ?? ??? ?? ??? ?? ??? ?? ??最后獲得兩束振動(dòng)面互相垂直的線偏振光 利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光 。 21120tg nnni ??反射光是振動(dòng)方向垂直于入射面的線偏振光。 ??按題意 I139。 解： 令 I1和 I2分別為兩光源照到起偏器上的光強(qiáng)。 時(shí)，另一束單色自然光穿過(guò)它們，出射光強(qiáng)為 I239。 線偏振光可沿兩個(gè)相互垂直的方向分解 ??s i nc o sEEEEyx ??P E0 ? E=E0cos? 檢偏器 透射軸 線偏振光振動(dòng)方向 ?20 co sII ??? 220220 c o sEc o sE ??I ? P 待檢光 I不變 ?是什么光？ I變，有消光 ?是什么光？ I變，無(wú)消光 ?是什么光？ 討論 ?20 co sII ?0m a x0 III ??? ，?02 ?? I，?? —— 消光 例： 用兩偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器。 偏振片的起偏和檢偏 將待檢查的入射光垂直入射偏振片，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，觀察光強(qiáng)的變化，確定光的偏振性。 部分偏振光可分解為兩束振動(dòng)方向 相互垂直的 、不等幅的 線偏振光 。 振動(dòng)面： 光 矢量 的振動(dòng)方向與光的傳播方向構(gòu)成的平面。 解：由光柵方程： ?? ks i nd ???s i ndkm a x ?m a xk，s i n 時(shí)當(dāng) 1??md 621025000 101 ??????3108 9 35 102 26???? ??. (3 .3 9 )例 波長(zhǎng)為 600nm的單色光垂直入射在一光柵上，
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