光的衍射現(xiàn)象145單縫夫瑯禾費(fèi)衍射146圓孔夫瑯禾費(fèi)衍射147光柵衍射148光的偏振-閱讀頁
2025-05-11 13:55本頁面
【正文】 ?? ? ?0?? 中央明紋 在稍稍偏過 Δ θ (很小 )方向，如果 光柵最上邊一條縫的上邊緣與最下邊一條縫的下邊緣發(fā)出的光的光程差等于波長 λ 此時，光柵上、下兩半寬度內(nèi)相應(yīng)的縫發(fā)出的光到達(dá)屏上時都將是反相的，它們都將相消干涉，以致總光強(qiáng)為零。 在兩個主極大之間有 N1個極小 ,N2個次極大 ,這些次極大的光強(qiáng)僅為主極大的 4%左右 三、光柵衍射條紋的特征 當(dāng) d一定，多縫干涉和雙縫干涉明紋間距相等(與 N無關(guān) )。級極小處 ,所此處 干涉明條紋將不出現(xiàn) ,稱這一現(xiàn)象為 缺級 39。 當(dāng)復(fù)色光入射時 ， d一定 ， ??? 除中央明紋外 ， 不同波長的同一級明紋的角位置不同 ,按波長由短到長的次序自中央向外側(cè)依次分開排列 ,每一干涉幾次都有這樣的一組譜線 ， 稱為光柵光譜 。 解 1c m 1 .5 4 μ m6500d ??注 第 3級光譜中所能 出現(xiàn)的最大波長 00m i n9 0 3 8 . 7 4??? ? ? ?由光柵方程 0m inm in 43 3 4 0 0 0a r c s in a r c s in 5 1 .2 51 .5 4 1 0d?? ?? ? ??0m a xm a x3a r c s in 9 0d?? ??第 3級光譜不完整，只能出現(xiàn)一部分，張角為 0 0s in 9 05 1 3 0 A3d? ? ??例 平行光垂直入射到光柵上 ,該光束有兩種波長 ?1=4400197。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩種波長的譜線 (不計中央明紋 )第二次重合于衍射角 θ =600的方向上，求此光柵的光柵常數(shù) d。第 3級明紋分別出現(xiàn)在 sinθ2= sinθ3=，第 4級缺級。 ～ 90176。 解 ⑴ 2 22s i n 2 6 . 0 μ ms i ndd ??? ?? ? ? ?⑵ 1 .5 μ m4da ??k=4,8的缺級，明紋級數(shù)為 8（ k=0， 1， 2， 3， 5， 6， 7， 9） m a xs i n 1 , 1 0dk? ?? ? ?當(dāng) 時⑶ ① 由惠更斯 — 菲涅耳原理 ,k=10時 θ=900,此方向上無衍射光 。s i n 3 2d ? ? ?? 紫 ＝039。 0A 0A0A 0A0AC 光的偏振 在很多情況下，光矢量在某一方向的振幅顯著較大，或只在某一方向有光振動，這稱為光的 偏振 。而光的偏振現(xiàn)象則進(jìn)一步證實(shí)了光的橫波性。 EE?H??振動面 普通光源中原子或分子的躍遷時將輻射出光子。這種光即為 自然光 。 1 2 012I I I?? ,分解而成的兩束光的光強(qiáng)為 、 ，則 0I1I 2I 表示光的振動就在振動面內(nèi) 表示光的振動方向垂直于振動面 ?自然光 （短線和點(diǎn)子均等分布） 二、線偏振光和部分偏振光 （平面偏振光、完全偏振光） 光矢量的振動方向始終在一個方向，或者振動面 (光矢量與傳播方向構(gòu)成的平面 )的方位始終不變。 ，透射光強(qiáng)不變 ,始終為入射光強(qiáng)的一半。 注意 為檢偏器的偏振化方向 與入射線偏振光之間的夾角 ??212 c o sII ? 強(qiáng)度為 的線偏振光通過檢偏振器后 ,出射光的強(qiáng)度為 1I入射線偏振光 1I? 221c o sII ??二、馬呂斯定律 0, π ,? ? 2 0I ?討論 21II?π 3 π ,22? ? ，消光實(shí)驗(yàn)的演示 拓展：三個偏振片的解說 解 設(shè)兩束單色入射自然光的強(qiáng)度分別為 和 ，則 10I 20I經(jīng)過起偏器后光強(qiáng)分別為 和 。當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為 300時 ,一束單色自然光穿過它們 , 出射光強(qiáng)為 I1；當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為 600時 , 另一束單色自然光穿過它們 , 出射光強(qiáng)為 I2,且 I1=I2。 例 用相互平行的一束自然光和一束線偏振光構(gòu)成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片時，發(fā)現(xiàn)透射光強(qiáng)的最大值為最小值的 5倍，則入射光中，自然光光強(qiáng) I0與線偏振光光強(qiáng) I之比是多少？ 解 自然光經(jīng)過偏振片后的光強(qiáng) 01 21 II ?經(jīng)過偏振片后的光強(qiáng)最大值是 II ?021最小值是 021I由題意知 5212100??III 因此 210 ?II線偏振光與偏振化方向平行時 ，垂直時 2II? 2 0I ?1n 2ni反射光是部分偏振光 ,垂直入射面的振動大于平行入射面的振動 折射光也是部分偏振光 ,平行于射面的振動大于垂直于射面的振動 理論和實(shí)驗(yàn)證明 :反射光、折射光的強(qiáng)度和偏振化程度都與入射角有關(guān) i? 由反射引起的光的偏振 反射光中只有垂直入射面的光矢量而成為線偏振光，但折射光仍為部分偏振光此即 布儒斯特定律 。 i0 接近完全偏振光 布儒斯特定律的應(yīng)用： 利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光 偏光鏡消除玻璃反射光 偏光鏡消除水面反射光 0i 0i 0ii i i討論下列光線（ 為起偏角 )的反射光和折射光的偏振性 0i思考題 一、雙折射現(xiàn)象 當(dāng)一束光射入各向異性 (如方解石 )的介質(zhì)中 ,折射光為兩束 ,此即雙折射現(xiàn)象。 另一束光 不遵守折射定律 ，稱為非常光 (e光 )。 有一束光 遵守折射定律 ，稱為尋常光 (o光 ) 如果將光束 正入射 在方解石上， O光沿入射方向繼續(xù)前進(jìn)，而e光一般也不沿入射方向前進(jìn)。 oeo 注意 e光只有在雙折射 晶體的內(nèi)部 才有意義。 e光都是線偏振光，即兩者的振動方向不同。 三、產(chǎn)生雙折射的原因 O光和 e光在晶體中傳播速度不同， o光在晶體中各個方向的傳播速度相等，而 e光傳播速度隨方向而變化，即在各向異性晶體中，每一方向都有兩個光速，一是 o光速度，另一是 e光速度。 ?各向 (同 )異性的微觀本質(zhì) 若組成固體的晶粒在空間的取向是 無規(guī)則的 ，就表現(xiàn)出 各向同性； 若組成固體的晶粒在空間有 一定的取向 ，就表現(xiàn)出
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