將晶體看作一系列平行的原子層晶面.ppt

1、1,將晶體看作一系列平行的原子層晶面,光程差,當(dāng)2dsin正好等于x射線波長(zhǎng)的某整數(shù)倍時(shí)各原子層發(fā)出的反射線互相干涉加強(qiáng),布拉格公式,（1）平行晶面之間反射波的干涉,（2）同一晶面內(nèi)反射波的干涉,顯然當(dāng)=時(shí)得到零級(jí)極大,“鏡面反射”,2,例： 的晶體對(duì) 射線衍射。問在哪些方向上可以見到衍射極大。,14.5; 30; 48.6; 90,這些方向上分別出現(xiàn)一級(jí)，二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)極大。,注意出光管與探測(cè)器要移動(dòng)以保證入射角等于衍射角光柵衍射不同,如果固定，由于晶體也一定，則2dsin 不一定恰滿足對(duì)某波長(zhǎng)的x射線產(chǎn)生反射極大。這時(shí)應(yīng)以連續(xù)波長(zhǎng)的x射線入射。其中總有一個(gè)波長(zhǎng)恰滿足 某整數(shù),3,三、 圓

2、孔衍射 光學(xué)儀器分辨率,4,幾點(diǎn)結(jié)論,第一極小的角半徑,非常小,（單縫 ）,第一極小到中心的距離=中心斑（愛利斑）半徑,第一極小對(duì)透鏡的張角,5,“瑞利判據(jù)”,愛利斑的大小表示了透鏡成像的質(zhì)量,6,瑞利判據(jù)：當(dāng)一個(gè)愛利斑的中心恰落在另一個(gè)的邊緣時(shí)恰可分辨。即一個(gè)衍射中央極大正好與另一個(gè)衍射極小相遇,7,分辨本領(lǐng),8,例：在通常亮度下人眼的最小分辨角為多少？（瞳孔直徑3mm）遠(yuǎn)處兩根細(xì)絲間距為2mm，離人眼多遠(yuǎn)恰可分辨？,因此人眼的最小分辨角為,設(shè),細(xì)絲對(duì)人眼的張角,恰能分辨時(shí),9,第20章 光的偏振,（一）光的五種偏振態(tài),1、 線偏振光（平面偏振光）光矢量只沿一個(gè)固定方向振動(dòng)。,2、 自然光波

3、線上各點(diǎn)光矢量的振動(dòng)沿各個(gè)方向都有。從時(shí)間平均來看，它們對(duì)波線形成軸對(duì)稱的分布,10,3、 部分偏振光介于一，二之間的一種強(qiáng)度在某方向上最強(qiáng)。在與此方向垂直的另一方向上最弱。用不等振幅的兩個(gè)垂直振動(dòng)表示。,4 圓偏振光波線上各點(diǎn)電矢量的大小不變但在垂直于波線的方向上，即在波面內(nèi)做勻角速旋轉(zhuǎn),5、 橢圓偏振光波線上各點(diǎn)的電矢量的端點(diǎn)在波面內(nèi)描繪的軌跡為橢圓。,Flash光的五種偏振態(tài),11,（二）（線偏振光的）起偏與檢偏,得到偏振光的方法起偏。檢驗(yàn)它的方法檢偏。,偏振片,從一個(gè)偏振片出射的光為線偏振光。如何知道？,最后從檢偏鏡出射的光強(qiáng)？,馬留斯公式,當(dāng) （兩通光方向平行）從 出射的光強(qiáng)最大 當(dāng)

4、 （兩通光方向垂直）從 出射的光強(qiáng)為零,通光方向或偏振化方向,12,例：自然光入射。 。若想使從P2出射的光強(qiáng)不為零在不動(dòng)P1,P2的方位時(shí)有什么方法？,要使從P2出射的光強(qiáng)最大,13,（三） 由反射產(chǎn)生偏振光,一般情況下：當(dāng)入射光為自然光，折射光和反射光均為部分偏振光,14,當(dāng) 時(shí)，反射光為線偏振光。且光矢量的振動(dòng)方向與入射面垂直。,“布儒斯特”角或起偏角,15,例：求（1）由空氣到玻璃的全偏振角。（2）由玻璃到空氣的全偏振角。,若入射光本身為線偏振光，以布儒斯特角io入射。,無反射,16,（四）由晶體的雙折射產(chǎn)生偏振光,1、現(xiàn)象,（1）o光，e光,總是符合折射定律的那一束稱為尋常光o光,常

5、常違反折射定律的那一束稱為非常光e光,（2）晶體的光軸,晶體存在這樣一個(gè)特殊的方向光沿該方向入射時(shí)出射光只有一束沒有發(fā)生雙折射現(xiàn)象。這特殊的方向晶體的光軸,光,演示雙折射現(xiàn)象,17,（3）晶體的主截面,光線向晶體表面入射時(shí)，那個(gè)界面的法線與晶體的光軸構(gòu)成的平面主截面,（4）雙折射光的偏振態(tài),（c）當(dāng)入射光線在主截面內(nèi)時(shí)（入射面/主截面或法線，入射光線，光軸在同一平面內(nèi)）時(shí) 主截面（光軸） 主截面,（a）o,e光均為平面偏振光,（b）o,e光的偏振方向互相垂直,18,19,2.晶體中的波面,O光的波面：沿各方向的傳播速度均為vo,球面,e光的波面：e光沿各方向傳播的速度不同,沿光軸方向,垂直于光

6、軸方向,其它方向 介于兩者之間,一個(gè)點(diǎn)光源在晶體中e光的波面應(yīng)為_?,繞光軸方向的橢圓回轉(zhuǎn)面,若將同一時(shí)刻o,e光的波面畫在一起，那么該兩波面在_方向上相切,光軸,一個(gè)點(diǎn)光源在晶體中o光的波面為_?,20,注意：這里ve是特指e光在與光軸垂直的方向上的傳播速度，不是泛指e光的傳播速度,引入折射率：,21,3. 惠更斯做圖法求折射方向,22,請(qǐng)判斷哪種情況下 (1)沒有雙折射發(fā)生？ (2)有雙折射發(fā)生，但o,e光的傳播方向重合？ (3)特殊情況o,e光的傳播方向均服從普通的折射定律？,23,同一時(shí)刻o,e光的波陣面不再重合，傳播速度也不同。折射率也不同,盡管此時(shí)o,e光的傳播方向沒有分開，但與剛

7、才不同的是此時(shí)有雙折射發(fā)生。,o,e光波面始終重合，速度均為vo折射率均為no沒發(fā)生雙折射。,24,這是一特殊情況o,e均服從普通的折射定律：,在其它情況下，e光不服從折射定律,25,(五) 波晶片 偏振光的干涉,波晶片的作用？,設(shè),前表面,出射面,1.波晶片從單軸晶體中切割下來的平行平板。光軸平行于表面。,通過晶片后o光的位相比e光的位相多延遲,26,除了與 成正比外還與波晶片的厚度 有關(guān)。適當(dāng)選擇厚度 可使兩束光之間產(chǎn)生任意數(shù)值的相對(duì)位相落后,27,對(duì)出射光的討論P(yáng)22兩同頻率的垂直振動(dòng)的合成,合成為線偏振光,與入射前相比振動(dòng)面沒有發(fā)生改變,28,合成仍為振幅為A的線偏振光。但與入射前相比

8、，振動(dòng)面轉(zhuǎn)動(dòng)了2角度,29,合成為正橢圓偏振光,合成為圓偏振光,合成為斜橢圓偏振光,30,到達(dá)屏幕上兩束光之間的位相差產(chǎn)生于：,(1)從波晶片出射時(shí)有位相差,(2)通過P2時(shí)由于向P2的投影方向可能相同或相反。投影相反時(shí)又產(chǎn)生位相差,所以到達(dá)屏幕時(shí)兩束光之間的位相差：,投影方向相反時(shí)。典型,投影方向相同時(shí)。典型,2.偏振光的干涉,波晶片光軸,31,由極大極小條件；,出射光干涉相消。,幾點(diǎn)討論：,1.若d均勻一致，以單色光入射。到達(dá)屏幕上各點(diǎn)的兩相干光之間的 一樣，所以有相同的干涉結(jié)果。,2.當(dāng)d不均勻，以單色光入射，到達(dá)屏幕上各點(diǎn)的兩相干 光之間的 不同，所以有不同的干涉結(jié)果。出現(xiàn)明暗不同的干涉條紋,3.當(dāng)d不均勻，以白光入射，則每一定的厚度處總會(huì)有某個(gè)波長(zhǎng)使從那一厚度處出射的光干涉相長(zhǎng)波晶片不同厚度處出來的顏色不同。（見小鴨子演示）,32,有些晶體（有機(jī)玻璃等）在正常情況下各向同性。但在外力下或外場(chǎng)中變?yōu)楦飨虍愋?，也?huì)