课光学演示文稿

课光学演示文稿第一页，共二十一页。（优选）课光学第二页，共二十一页。§7光学仪器的分辨本领（了解）定义:仪器或肉眼对两个非常近的物点或某一个量值刚能加以识别的能力,称为光学仪器的分辨本领。光学仪器助视仪器：望远镜、显微镜等。光谱仪器：光栅、棱镜等。光谱仪器：色分辨本领助视仪器：像分辨本领依据：瑞利判据第三页，共二十一页。艾里斑一.夫琅禾费圆孔衍射爱里斑集中了绝大部分光能（约84%）。初步近似下，衍射图样可以看成仅由爱里斑组成。第四页，共二十一页。爱里斑半角宽度：二.光学仪器中的衍射现象第五页，共二十一页。第六页，共二十一页。对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的圆斑像中心刚好落在另一点光源圆斑像的边缘时，这两个点光源（或物点）刚能分辨—这个规定称为瑞利判据。三.瑞利判据（最小分辨角）第七页，共二十一页。四.望远镜的分辨本领：望远镜的最小分辨角**：望远镜的物镜直径根据瑞利判据，刚好等于爱里斑半角宽度：分辨本领(或分辨率)：提高分辨率途径第八页，共二十一页。（1）1990

年发射的哈勃太空望远镜的凹面物镜的直径2.4m

，在大气层外615km

高空绕地运行,可观察130亿光年远的太空深处,发现了500

亿个星系。试计算哈勃望远镜对波长为800nm

的红外光的最小分辨角。

光学显微镜

0.2m电子显微镜例1太空望远镜解：（1）哈勃望远镜的最小分辨角为第九页，共二十一页。人类正在建造新一代太空望远镜韦布，计划于2012年利用欧洲航天局的“阿丽亚娜5号”火箭发射,在距离地球150万公里的遥远轨道上运行，以代替将要退役的哈勃望远镜。设计中的韦布太空望远镜的主透镜直径至少为6m,也可在红外频率下工作，问与哈勃望远镜相比韦布望远镜的分辨率预计可以提高多少倍？提高的倍数为：解：（2）（2）新一代太空望远镜第十页，共二十一页。干涉和衍射小结中心问题：两束光的光程差一.基本概念：1.光程=n×几何路程2.波长λ=nλ′。可见光波长范围λ：400~760nm3.相位差=(2π/λ)×光程差4.光疏介质：n小的介质；光密介质：n大的介质。5.半波损失：光从光疏介质入射到光密介质，反射光产生半波损失。6.光程差：要考虑反射光的半波损失。本质：干涉和衍射都是波的相干叠加。第十一页，共二十一页。二.杨氏双缝干涉（D>>d)（空气中，n=1）光程差1.明、暗纹条件：（k=0,1…)明纹（k=1,2…)暗纹2.明、暗纹位置:（k=1,2…)暗纹（k=0,1…)明纹3.条纹间距:讨论：故故第十二页，共二十一页。4.条纹的平移1）盖膜t、nO点光程差：未加膜：t,O加膜：光程差改变量：若O点由零级变为N级：盖住两个缝：O第十三页，共二十一页。2）斜入射（光源移至轴外）(光源与P同侧)(光源与P异侧)第十四页，共二十一页。三.夫琅禾费单缝衍射ax1.明、暗纹条件：中央明纹暗纹次级明纹第十五页，共二十一页。2.明、暗纹位置1）角位置2）线位置次级明纹中央明纹暗纹次级明纹中央明纹暗纹axx第十六页，共二十一页。3.明纹宽度1)中央明纹线宽度2)其它明纹角宽度线宽度角宽度4.k级明纹半波带数：（2k+1)k级暗纹半波带数：（2k)第十七页，共二十一页。1.光栅方程：(k=0,1,2…)2.最高级次：(取整)四.光栅(空气中）3.光栅的干涉条纹的位置、间隔与双缝完全一样：d→(a+b),D→f4.光栅光谱：白光入射重叠第十八页，共二十一页。6.中央明纹内干涉条纹的数目(奇数条)1)整数n,±n级干涉明纹缺级，条纹数目：(2n+1)-2条纹数目：2)非整数，无缺级。2×(的整数部分)+1当（整数），缺级5.缺级第十九页，共二十一页。k=1,2…明纹k=0,1…暗纹五.平行薄膜的等倾干涉1.平行光垂直入射的干涉规律薄膜12n1n2n1(k=1,2…)(k=0,1,2…)2.点光源或扩展光源照射下的干涉规律1423中央圆环级次最高。12第二