大學物理波動光學復習重點ppt課件

.,期末復習,第五篇波動光學光的干涉光的衍射光的偏振,.,第21章光的干涉,一、相干光的條件:頻率相同振動方向相同恒定的相差,二、楊氏雙縫干涉,明暗條件強度分布,1、明暗條件：,.,中，影響“”的因素,幾何路程r1,r2,介質(zhì)“n”,S1,s2處的位相,直接由位相反映,由光程反映,半波損失,注意(1),(2)動態(tài)反映,（A）裝置放入介質(zhì)中,（B）點光源不放中間:（如右上圖）,.,例1：雙縫一縫前若放一云母片，原中央明紋處被第7級明紋占據(jù)。,已知：,解：,求：云母片厚度,插入云母片條紋為何會移動？,光程差改變了。,0級明紋移到那里去了？,上面去了。,條紋級數(shù)增高一級則光程差增大幾個？,一個。,光程差改變,3,.,例2：中央O點為k=2級明紋求：與之差,屏上條紋的位置,零級明紋的位置,插入薄片e條紋如何移動？,若O點為k=-3級明紋，求n,.,例3、將一微波探測器放于湖邊，探測器的位置在水面上方0.5m處,當一顆輻射21cm波長的射電星從地平線上緩慢升起時,探測器接收到的射電波強度將依次出現(xiàn)極大、極小，問當此探測器收到第一個極大時，該射電星處于水平面上方什么角度？,解,2、求光強的方法,解析法振幅矢量迭加,.,三、薄膜干涉,1、等傾干涉,2、等厚干涉,動態(tài)反映,動態(tài)反映：d等傾條紋（同心圓）外冒,上板向上平移條紋向棱邊移動,條紋變密并向棱邊移動,光垂直入射時(i=0),.,3、牛頓環(huán):,模具,例3、（1）如何判斷鏡頭太平或太凸？,輕壓一下鏡頭，條紋會移動,變薄，內(nèi)縮鏡頭太平(圖b)。,變薄，外冒鏡頭太凸(圖c)。,（2）圖b、波長，求空氣隙最大厚度,數(shù)得中心點為：k=3級暗紋,透鏡向上平移,氣隙變厚條紋內(nèi)縮.變薄，條紋外冒,動態(tài)反映,.,例4、牛頓環(huán)如圖示情況,明暗條紋如何分布?,4、邁克耳遜干涉儀,M1與M2嚴格垂直等傾干涉M1與M2不垂直等厚干涉,條紋移動N條，光程差改變N，可動鏡移動,.,1、單縫衍射,討論：（1）縫上、下移動，中央明紋的位置變否？,（2）縫寬增加為原來的3倍，問I0及sin1如何變化？,不變,一、夫瑯和費衍射,強度,第22章光的衍射(無數(shù)子波干涉的結果),中央明紋,.,2、雙縫衍射,強度受單縫衍射的調(diào)制,缺級,整數(shù)比時，k級明紋缺級，不止一條,注意d、a、對條紋的影響。,掌握課堂舉例。及229、10、11,3、多縫（光柵）衍射,條紋特點：主極大明亮、尖細，相鄰明紋間有寬廣的暗區(qū)（N-1個極小，N-2個次極大）,.,主極大（明紋）的位置：,強度,寬度,缺級,注意（1）深刻領會“光柵方程”的意義,如：平行光斜入射的情況,（2）最高級數(shù)：由=900求得，最后一條看不見,（3）總條紋數(shù)（所有可見明紋），若給出縫寬，注意缺級現(xiàn)象,掌握課堂舉例及作業(yè),.,4、圓孔衍射,最小分辨角,分辨率（分辨本領）：,問：孔徑相同的微波望遠鏡與光學望遠鏡哪種分辨率高？,5、x射線衍射(布喇格衍射),.,例5、光柵衍射強度分布如圖，設入=600nm求：d、a、N及屏上條紋數(shù)目,解：,屏幕上出現(xiàn)的全部明紋為,共13條,.,例6用每毫米有300條刻痕的衍射光柵來檢驗僅含有屬于紅和藍的兩種單色成分的光譜。已知紅譜線波長在范圍內(nèi)，藍譜線波長在范圍內(nèi)。當光垂直入射到光柵上時，發(fā)現(xiàn)在角度處，紅藍兩譜線同時出現(xiàn)。,(1)在什么角度下紅藍兩譜線還會同時出現(xiàn)?(2)在什么角度下只有紅譜線出現(xiàn)?,解：,（1）根據(jù),對紅光,對藍光,紅光最大級次：令,即：紅4藍6還會重合,角度為,（2）因紅光最多只能看到4級，且紅2，4與藍重合，故純紅光譜的1、3級將出現(xiàn),.,第23章光的偏振,一、馬呂斯定律：,二、布儒斯特定律,.,三、雙折射,光軸,例6、用惠更斯原理作出雙折射光路圖,o光，振動方向垂直于主平面e光，振動方向平行于主平面,.,四、橢圓偏振光、圓偏振光,線偏振光,k奇數(shù)k偶數(shù),正橢圓圓,其它，斜橢圓,/4波片,/2波片：自然光、線偏振光通過它后是什么光？,(加一偏振片后可產(chǎn)生干涉),線偏振光,經(jīng)/2波片：造成位相差，仍是線偏振光,經(jīng)/4波片：造成/2位相差，是橢圓偏振光,自然光,經(jīng)/2波片：還是自然光,經(jīng)/4波片：還是自然光,.,例7、用一塊偏振片和一塊/4波片去鑒別：自然光、部分偏振光、線偏振光、圓偏振光與橢圓偏振光,（1）先用一偏振片，光通過轉(zhuǎn)動的偏振片后,為部分偏振光或橢圓偏振光（無消光）,（2）再用/4波片及偏振片，進一步鑒別：,自然光,圓偏振光,光強不變,光強變，無消光,部分偏振光,橢圓偏振光,光強變，有消光,光強變，有消光,為自然光或圓偏振光,光強不變,光強改變,.,注意：（1）自然光與部分偏振光中兩垂直成分無恒定相位差、而圓和橢圓偏振光中兩垂直成分有恒定相位差。,（2）圓與橢圓偏振光（長軸或短軸平行于四分之一波片的光軸時）經(jīng)四分之一波片后，兩垂直成分位相差改變,例8、楊氏雙縫干涉實驗中，加三個偏振片，偏振化方向為P2P1，P0與P2、P1成450,討論（1）屏上有無干涉條紋？,屏上無干涉條紋,（2）屏上各處偏振態(tài)如何？,k時，原明、暗紋處為線偏振光,(2k+1)/2時，為圓偏振光,其他值時，為橢圓偏振光,.,無條紋,(5)若去掉所有的偏振片,屏上有無條紋?,有條紋,（3）屏前加偏振片P3，且偏振化方向P3/P0屏上有無條紋？,有條紋，條紋位置與原來同。,(4)若去掉P0,屏上有無條紋?,.,例9、讓入射的平面偏振光依次通過偏振片P1和P2，P1和P2的偏振化方