大学物理课件：13 光波的衍射_4偏振_1f

1、113.5 光波的衍射光栅衍射（多缝）单缝的夫琅和费衍射光学仪器的分辨本领X 射线的衍射光的衍射和惠更斯-菲涅尔原理2光栅方程I多缝干涉光强曲线多缝衍射光强曲线单缝衍射光强曲线主极大位置由 d 决定包络线形状由a 决定光栅衍射中央包络线内包含的主极大数：光线斜入射入射角31. x 射线1895年伦琴（Rontgen）发现 x 射线波长很短的电磁波 Rontgenx 射线衍射x射线1901获诺奖4德国物理学家劳厄(M.V.Laue)用晶体作为 x 射线的天然三维光栅 每个微粒（原子、分子、离子）都是散射子波的波源，这些子波的干涉加强形成了斑点。Laue斑Lauex 射线衍射1915获诺奖(发现晶

2、体中的X射线衍射现象)5布喇格公式作用：（1）已知 d 及亮斑的位置，可求 x 射线的波长。（2）根据图样及，可研究晶格结构和 x 射线的性质。2. 布喇格公式: 掠射角d : 晶面间距(晶格常数)将晶体视为许多晶面组成光线倾斜入射：平行光斜入射：ABC1915获诺奖(用X射线对晶体结构的研究)6中央主极大是一个亮园斑现象爱里斑光学仪器的分辨本领第一暗纹位置爱里斑半径衍射显著衍射不显著爱里斑半角宽度单缝衍射一、圆孔衍射7仪器分辨本领(率)：最小分辨角提高分辨本领的途径望远镜显微镜光学仪器的分辨本领二、孔径光学仪器分辨率瑞利判据： 两物点，若一个的像斑的中心恰好与另一物点的像斑第一极小重合,则这

3、两个物点恰能分辨。仪器分辨本领(率)与最小分辨角成反比。8圆孔根据仪器的最小分辨角，确定仪器可分辨的最小距离：光学仪器的分辨本领依据需分辨最小距离y，可确定仪器的孔径:可分辨的最小距离9例 设瞳孔直径 (2)若两物点相距 ，要能分辨最多离人多远？(1)估算人瞳孔的最小分辨角2022/7/1210透镜孔径的最小分辨角为透镜孔径需要的分辨角为根据透镜孔径的最小分辨角公式透镜孔径至少需要成像焦面已知：11人眼恰好能分辨出不同波长的谱线波长不同造成谱线的角偏移:三 光栅的分辨率光学仪器的分辨本领谱线的 半角宽度2022/7/1212上式对波长微分得到:考虑波长不同造成的角偏移:三 光栅的分辨率主极大(

4、谱线)半角宽度恰能分辨条件:13主极大(谱线)半角宽度光栅的分辨率N相同时，k越高，R越高；k相同时，N大者，R越高。恰能分辨条件:波长不同造成谱线的角偏移三 光栅的分辨率14作业(P.91-92)1513.6 光波的偏振偏振光和自然光起偏和检偏 Malus定律反射与折射光的偏振波晶片 椭圆偏振和圆偏振双折射现象16 电磁波是横波，其振动方向垂直于传播方向，在振动平面内，光波有不同的振动状态。就光的振动状态而言，光可以分为：自然光 部分偏振光 线偏振光 椭圆偏振光 园偏振光 偏振光和自然光17自然光：自然光各方向的振动光矢量都存在可以将其他的方向的光振动按图中方向分解偏振光和自然光传播方向18

5、偏振光(线偏振光)光线仅存在一个方向振动的光矢量偏振光和自然光振动面19部分偏振光部分偏振光在一个方向振动的光矢量比其他方向振动的光矢量强偏振光和自然光传播方向20椭圆和圆偏振光椭园和圆偏振光是由两个相互垂直的光矢量干涉形成的偏振光 自然光线偏振光部分偏振光圆偏振光椭圆偏振光偏振光和自然光21起偏和检偏 Malus定律二向色性：某些物质能吸收某一方向的光振动， 而只让与这个方向垂直的光振动通过，这种性质称二向色性。偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片。 偏振化方向(透光轴) ：当自然光照射在偏振片上时，允许光振动通过方向称为偏振片的偏振化方向。 起 偏透光轴起偏器起偏和检偏22检偏器 检 偏起偏

6、器起偏和检偏 Malus定律23Malus定律起偏和检偏 Malus定律透射光的光强：消光位置Malus定律：24例题 正交偏振片，P1、P3之间加一偏振片P2，光强为I0的自然光垂直入射偏振片P1，求转动P2时，透过P3的光强I与转角的关系。起偏检偏检偏I0I1I2I3I0经过P1后：25I0经过P1后：I1经过P2后：P1P2P3I2经过P3后：例题 正交偏振片，P1、P3之间加一偏振片P2，光强为I0的自然光垂直入射偏振片P1，求转动P2时，透过P3的光强I与转角的关系。26 自然光在各向同性媒质反射和折射时，反射和折射光是部分偏振光。反射与折射光的偏振部分偏振光（ ）部分偏振光（ ）自然光 反射光的偏振化的程度与入射角有关。实验表明：27实验表明： 反射光的偏振化的程度与入射角有关。 当入射角为一特定角度 iB 时，反射光是线偏振光。折射光仍然是部分线偏振光。而且反射光与折射光垂直。这一特定角度iB被称为(Brewster)布儒斯特