光學(xué)與原子物理2016秋

1、上節(jié)小結(jié)衍射光柵其中縫間干涉因子相鄰兩縫間位相差為單縫衍射在=0處產(chǎn)生振幅;單縫衍射因子主極大：單縫衍射因子改變光強度在各級主極大條紋間的分配.縫間干涉次極大：極?。?在兩個主極大之間有N-2個次極大.在N很大情況下, 次極大的強度很弱.主極大的半角寬度越大, 越小, 亮條紋越細(xì)銳, 能量更集中在主極強方向上.單縫衍射改變光強度在各級主極大條紋間的分配. 造成主極大缺級零級主極大與單縫衍射中央零級（幾何像點L=0）重合.色散本領(lǐng)色分辨本領(lǐng)瑞利判據(jù) ：最小分辨角等于光譜線的半角寬度,即 可分辨最短波長差光柵光譜閃耀光柵閃耀角 槽面寬度 相鄰槽間的距離d.槽間干涉與無關(guān). 入射光方向與光柵平面垂直

2、, 反射光方向為即單槽衍射光的衍射峰位置.因此，單槽的角位置不重合.衍射光的中央極大與槽間干涉零級主極大k級被“照亮”. 閃耀波長.缺級本節(jié)要點X射線在晶體上的衍射全息照相光的橫波性利用二向色性產(chǎn)生偏振光3-7 X射線在晶體上的衍射 X射線：1895年由倫琴在進(jìn)行陰極射線放電管實驗中發(fā)現(xiàn).是波長為 數(shù)量級的電磁波，穿透性很強.晶體：晶格常數(shù)： 數(shù)量級 三維空間周期性形成三維光柵.勞厄斑產(chǎn)生原子內(nèi)部的電子在X光的作用下作受迫振動，發(fā)出與照射X光頻率相同的散射光.這些散射光彼此相干,在空間發(fā)生干涉. 勞厄斑既是干涉主極強點.主干涉極強位置：同一平面上點間干涉：光線 與 之間的光程差為相應(yīng)位相差 當(dāng)

3、 時， 即同一平面內(nèi)各點 干涉0級方向，就是以晶面為鏡面的反射光方向； 面間干涉光線 與 之間的光程差為面間干涉主極大條件為布拉格條件.不同晶面的晶格常數(shù)不同，布拉格條件 可寫成 全息照相英女王評自家全息照片 波前的全息記錄全息感光片記錄 物光波與 參考光波 干涉圖樣,與原始物體沒有任何相似之處。設(shè)全息感光片平面為xy平面，物光波和參考光在該平面上的復(fù)振幅分布為兩束光波干涉產(chǎn)生的光強度分布為透射系數(shù) 使得透射系數(shù)與曝光上的光強成線性關(guān)選擇適當(dāng)?shù)钠毓鈺r間和沖洗時間,系.可設(shè)兩者之比為1.因此,全息圖的透射系數(shù)為物光波前的再現(xiàn)使用和參考光波完全相同的光波作再現(xiàn)時的照明光波,通過全息圖的光波在xy平

4、面上的復(fù)振幅分布為上式第一項 為照明 光波,即參考光波； 第二項 為物光波(成虛像)； 第三項 的共軛波. （波面的曲率與物光波相反：為物光波若物光波波發(fā)散,那么其共軛波就會聚,即對共軛波的影響通常是轉(zhuǎn)動它的傳播方向.成實像).第五章 光的電磁性5-1 光的橫波性一、光是橫波1. 橫波與縱波區(qū)別縱波：振動方向與波的傳播方向平行； 通過波的傳播方向所作的所有平面內(nèi)的振動情況都相同； 波振動對傳播方向具有軸對稱性.振動面：波振動矢量與傳播方向構(gòu)成平面.顯然, 縱波的各振動面完全等價.橫波：振動方向與波的傳播方向垂直；振動面與其它包含傳播方向的平面不等價. 波振動對傳播方向不具有軸對稱性.2. 光是

5、橫波實驗 1809年馬呂斯發(fā)現(xiàn)：把一片電氣石晶體對著從玻璃上反射光，以光線為軸旋轉(zhuǎn),通過電氣石晶體光線強度會產(chǎn)生周期性變化,因此,光波振動對傳播方向不具有軸對稱性，即光是橫波.兩個偏振度.任意光矢量 二、自然光和偏振光1. 線偏振光（或平面偏振光）光矢量振動方向（或振動平面）不隨時 間改變.2. 自然光 任何方向都具有相同的平均振幅和能 量.原因在于原子發(fā)光具有隨機性:即不同時 間發(fā)出光波的傳播方向、振動方向以及 初位相都不同.因此,平均效果就是任何方相同的平均振幅和能量.自然光可以分解為兩個振幅相等,振向垂直,相互沒有固定位相關(guān)系的線偏振光（后面講到橢圓偏振光時再進(jìn)一步說明）. 3.部分偏振

6、光可視為平面偏振光與自然光的混合.面偏振光的振向都具有顯然, 平動方向就是部分偏振光的振幅最大方向. 偏振度若 光波是自然光；若 若 光波是平面偏振光；光波是部分偏振光. 4.圖示5-2偏振光的產(chǎn)生一、由二向色性產(chǎn)生偏振光1二向色性與偏振片電氣石(只需1mm)當(dāng)光線射在這種晶體表面上時,光矢量與光軸平行方向時被吸收得很少,光可以較多地通過；光矢量與光軸方向垂直時，被吸收得較多,光通過較少.二向色性還與光波長有關(guān).當(dāng)振動方向相互垂直的兩束線偏振白光通過晶體后會呈現(xiàn)不同的顏色.碘化硫酸奎寧也有二向色性.偏振片聚乙烯醇膜在碘溶液中浸泡后,在較高的溫度下拉伸34倍,再烘干制成.拉伸方向：光矢量（或分量）推動電子運動而做功,因而被強烈吸收；垂直拉伸方向：光矢量（或分量）不對電子做功,光波能通過.該方向稱為透振方向.2.起偏與檢偏起偏與檢偏過程起偏器, 檢偏器.通過 光強通過 的光強 為入射自然光的一半(自然光可以分解成振動方向垂直、振幅相等的二個獨立線偏振光). 通過