大学物理 波动光学

激光、光全息技术、光信息处理技术、光纤技术…概述对光的研究两千多年现代光学技术:第9章波动光学(如量子光学)微粒说波动说波粒二象性1.光的本性的争论微粒说：1672年牛顿提出波动说：意大利的哥里马第是最早的波动说的倡导者

1687年惠更斯发展了波动说1801年托马斯·杨发现了光的干涉现象，提出光的干涉理论

1818年菲涅尔的“桂冠论文”确定了光的波动说1865年麦克斯韦建立了光的电磁理论，完成了光的波动理论的最后形式

19世纪末，光电效应又使波动理论陷入困境。1905年爱因斯坦提出了光子理论，为光的本性的争论画上了句号。光是一种电磁波（变化电磁场在空间的传播）

1.是频率在一定范围内电磁波（波长在400-760nm)，是对人眼能产生视觉的电磁波。可见光范围2.电磁波是横波ZEuYHX一.光的相干性

9－1相干光(t~10-9S

)—一个光波列1.普通光源发光特点间歇性独立性随机性

、矢量方向不尽相同12基态激发态P21不同原子同一时刻同原子不同一时刻(矢量)光矢量不相干特殊技术—激光—相干2.2.相干光条件(1)必要条件—同机械波二.相干光的获取

一般:“一分为二”、“自我干涉”1.分振幅法(薄膜干涉如劈尖、牛顿环、…)

IW2WW1I1I2AB3.2.分波阵面法(如双缝、劳埃德镜、…)

相遇处:干涉项：4.一.

杨氏双缝干涉9－2杨氏双缝干涉劳埃德镜对屏上任一点P

(考虑到)6.相长(加强)由于1=2用

讨论干涉问题明纹中心(最亮处)其中中央(零级)明纹各级明纹各2条暗纹中心(最暗处)当相消(减弱)当其中各级暗纹各2条相邻明纹(或暗纹)中心间距7.相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距(1)一系列平行的等间距的、明暗相间的条纹(3)用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称排列着由紫向红的彩色条纹

4I0xI0k012-1-2x1x2x-2x-1光强分布(2)Δx正比

,D

；反比d纹宽条纹特征一定时，若变化，则将怎样变化？1）2）

条纹间距与的关系如何？一定时，[例]双缝干涉,d=0.2mm,D=10m.(1)如测得中央明纹两侧两个第3级明纹中心的间距x=150

mm求;(2)求中央明纹两侧两个第3级暗纹中心的间距x’.8.分析:首先弄清屏上明暗纹分布图象,可用两种解法一是考虑位置x表达式;二是考虑间隔数.解得明纹间距分别为双缝干涉实验中，用钠光灯作单色光源，其波长为589.3nm，屏与双缝的距离D=600mm例求

d=1.0mm和d=10mm，两种情况相邻明纹间距分别为多大？解用白光作光源观察杨氏双缝干涉。设缝间距为d，缝面与屏距离为D最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光

所以：清晰的可见光谱只有一级

在

400~760nm范围内，明纹条件为能观察到的清晰可见光谱的级次例求解二.光程光在两种不同介质中传播相同距离LL真空(n=1)玻璃(n=1.5)真空(

—真空中波长)介质定义:nL

—光程—折算成真空情况两相干光的光程(以后用此概念讨论干涉衍射等问题)、不同路径(光程)相位跃变影响12.三.

劳埃德镜直射光反射光相干—类似为双缝LMPP'实验发现：屏P移至P

'处L处—暗纹—相位跃变相位差与光程差(为真空中波长)相长(最亮处)相消(最暗处)13.讨论:杨氏双缝实验屏上B处的1.S1处加一透明介质片(n,t)2.再在O1O连线上放一平面镜3.计算第1种情况中屏上明纹位置x表达式注在以上问题中仍成立BO’结论：疏媒质(光速较大)密媒质(光速较小)入反L处反射光较入射光相位跃变

(等效光程差为)14.2.透镜不引起附加光程差各光线经透镜后光程的变化相等FABCDEabcde焦平面F焦平面ABCDEabcde1.S1处加一透明介质片(n,e)O’用折射率n=1.58的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹的位置上。如果入射光波长为550nm。无云母片时，零级亮纹在屏上P点，加上云母片后，到达P点的两光束的光程差为当P点为第七级明纹位置时

例求此云母片的厚度是多少？解设云母片厚度为d

。当光线垂直入射时当时当时9－3薄膜干涉一、增透膜和增反膜玻璃氟化镁为增透膜

增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率.例为了增加透射率,求氟化镁膜的最小厚度.已知空气,氟化镁,23解

减弱取eSM劈尖角二.

劈尖(

,d

呈线性变化

)1.单色平行光垂直入射(

一般情况

)2.空气劈尖(教材n2=1)注a.等厚原理=f(e)ekke空间分布条纹空间分布对应其中e

=

0处(劈棱)—暗纹(

k=0

)18.b.共性相邻最亮中心(或最暗中心)c.(近似)几何关系图中两三角形相似

，利用以上关系—测量(,D,,n

)20.讨论:干涉条纹会发生怎样的变化[图形(a)]？若劈尖的上表面向右方平移，干涉条纹会发生怎样的变化[图(b)]？若劈尖的角度增大，干涉条纹又将发生怎样的变化[图(c)]?如图所示，若劈尖的上表面向上平移，利用等厚原理分析关键:21.三牛顿环由一块平板玻璃和一平凸透镜组成光程差三.

牛顿环显微镜TSLM半透半反镜(d

呈非线性变化

)空气牛顿环(教材)其中:中心处(e

=

0)—暗(k=0

)明环暗环特征：内疏外密明暗相间圆形条纹—？25.测量透镜的曲率半径

例用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做牛顿环实验，测得第个k

暗环的半径为5.63mm,第k+5暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R.解总结

1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹b2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距3）条纹的动态变化分析（变化时）4）半波损失需具体问题具体分析分光板G1导轨单色光源补偿板G2反射镜

M1反射镜

M21.装置与原理(1)(2)等厚干涉(空气劈尖)等倾干涉*Michelson干涉仪28.(1)(2)2.测量应用(1)平移M1—测微小长度前后光程差的差移动条纹数(2)插入薄透明介质片—测n

或厚度

t(n

,t)29.[例]

在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入玻璃管,长为，其中一个抽成真空，另一个则储有压强为的空气,用以测量空气的折射率.设所用光波波长为546nm，实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气，直至压强达到为止.在此过程中，观察到107.2条干涉条纹的移动，试求空气的折射率.解：lGM1M2真空空气30.一.

光的衍射现象9－4光的衍射障碍物线度(缝、孔、屏、丝)>>—“直线传播”(几何光学)与可比拟

—绕射(衍射)(波动光学)32.圆盘衍射图样(见图)惠更斯原理波面上的每一点均为发射子波的波源，这些子波的包络面即新的波阵面.障碍物入射波衍射波菲涅耳原理对子波的振幅和相位作了定量描述

空间任一点振动为所有子波在该点相干叠加的结果二.

Huygens—Fresnel原理（子波相干叠加）(1629-1695)(1788-1827)三.

菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射(a)菲涅耳衍射(b)夫琅禾费衍射(c)在实验室中实现夫琅禾费衍射(远场)2.Fraunhofer衍射—（特例）本教材讨论对象1.Fresnel衍射(近场)34.四、单缝衍射1.夫兰禾费单缝衍射①②(1)平行子波(相等)

相遇相干观察屏狭缝透镜平行光(2)图中3个角相等,

—衍射角(4)如=

0

Q处相遇max=bsin(3)如=

0

(平行主光轴)

o处相遇中央明纹(=0)35.2.半波带法(近似方法)(≠0处)如(N为整数)其中—分为N个半波带—一束光分为N个相同子光束N为偶数相消(最暗处)N为奇数相长(最亮处,明纹中心)如上述两者之间缝长缝长36.讨论：衍射条纹位置分布与强度(定性)分布a.位置(最亮或最暗中心)角位置

=

0中央明纹

≠0其它明暗纹中心—半波带法线位置(

<

5◦

对应k值较小)37.fLx0x中央明纹第一级衍射极小第一级明纹b.明纹宽度—相邻暗纹中心间距中央其它式中第一级衍射极小(中央明纹边界)c.强度中央明纹—集中透射光绝大部分能量其它明纹—能量依次降低如中央I0

,k=2,0.016I0……其它k=1,0.045I0;

38.注a.干涉—有限光束间相干衍射—无限个子波间相干本质一样b.近似计算问题<5◦,,

>5◦严格计算d.缝↑↓—位置不变e.斜入射—条纹移动c.白光垂直入射—色散(中央明纹以外)红外紫内b↑↓(变密)几何光学b↓

↑

(变疏)波动光学b

>>

f.39.单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？越大，越大，衍射效应越明显.入射波长变化，衍射效应如何变化?40.

例单缝衍射图中，各条入射光线间距相等，那么光线1与3在幕上P点相遇时的位相差为

，P点应为

点.RP135135暗缝长

例平行单色光垂直照射在单缝上，观察夫朗和费衍射，若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为

个半波带,若将单缝宽度缩小一半，P点将是

级

纹.4第一暗例一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长为600nm的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级位置重合，试求该单色光的波长.解

例2如图，一雷达位于路边15m处，它的射束与公路成角.假如发射天线的输出口宽度，发射的微波波长是18mm，则在它监视范围内的公路长度大约是多少？解将雷达天线输出口看成是发出衍射波的单缝，衍射波能量主要集中在中央明纹范围内.根据暗纹条件双缝干涉单缝衍射振动的合成两个分立相干波叠有限个半波带法连续分布子波源相干叠加无限多个考虑缝有宽度缝宽

~

波长不考虑缝有宽度光程差△--半波长倍数中央、偶数、奇数光程差△--半波长倍数中央、偶数、奇数谁的？一.

圆孔衍射艾里斑9－4－3圆孔衍射光学仪器的分辨本领定性讨论:单缝

小矩形孔

小圆孔衍射图样、、可证明艾里斑(相当于单缝中央明纹)张角直径43.二.

光学仪器的分辨本领波动光学:一个物点→一个像斑→重叠问题→分辨问题Rayleigh判据(对非相干光)最小分辨角两物点张角(视角)>

0

能分辨=

0

恰能分辨<

0

不能分辨对光学仪器分辨本领44.

[例1]设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm,而在可见光中,人眼最敏感的波长为550nm

,

(1)人眼的最小分辨角有多大？

(2)若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？问解(1)(2)46.S1S20解（1）哈勃望远镜的最小分辨角为例2太空望远镜（1）哈勃太空望远镜是1990年发射升空的天文望远镜，它的主透镜直径为2.4m

,是目前太空中的最大望远镜.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.（2）人类正在建造新一代太空望远镜韦布，计划于2014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？提高的倍数为解例2太空望远镜从工作原理分衍射光栅(透射光栅)反射光栅(闪耀光栅)9－4－4

衍射光栅

大量平行等宽等间距的狭缝(或反射面)构成的光学元件。一组相互平行，等宽度()、等间距的狭缝组成缝宽，不透光，光栅常数透射式衍射光栅b+b’一.

(平面透射)光栅演示结论：随着狭缝的增多，明条纹的亮度将增大，条纹变细，且明条纹的间隔也变大。1.光栅常数不透光透光10-5~10-6mLN刻痕(等间距)2.机理多光束干涉单缝衍射综合效应理论:干涉衍射注N个缝单缝效应——位置重合48.二.

光栅衍射条纹的形成1.多光束干涉—决定主明纹位置N个平行子光束(

相同)相邻子光束光程差:(主)明纹条件中央明纹任意非相邻子光束—均满足相长条件相邻主明纹之间：注θθPOθ个极小个次明纹49.一定，减少，增大．一定，

增大，

增大．光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远入射光波长越大，明纹间相隔越远光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.(a)(c)θθPO2.衍射—对明纹光强调制(1)

光强调制效应(见图)(2)

缺级缺级(b)如有干涉极大衍射极小50.讨论:N=5k=0k

=

–2k=–1k

=

–4k=–5k

=

2k=1k

=

4k=5如讨论缺级问题缺级为注a.透射光能量主要集中在中央包络线(单缝中央明纹范围)内各个主明纹上角宽度相邻主明纹之间为一片暗区(含极小和次明纹)线宽度b.其它问题(同单缝衍射)最大级次km,(主明纹)斜入射,近似计算问题色散,(主)明纹线位置,51.条

[例1]

用氦氖激光器发出的的红光，垂直入射到一平面透射光栅上，测得第一级明纹出现在的方向上，试求(1)这一平面透射光栅的光栅常数d,这意味着该光栅在1cm内有多少条狭缝？(2)最多能看到第几级衍射明纹？只能看到第一级衍射明纹分析:a.

>

5º严格计算b.令sin

=1可求km

(取整)52.[例2]用每毫米有500条刻痕的衍射光栅观察（波长=590nm）钠光谱线，缝宽和刻痕宽度b之比为1：2.试问：(1)平行光垂直入射于光栅时最高能看到第几级光谱线,(2)观察屏上总共可能出现几条谱线？53.入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.一级光谱二级光谱三级光谱*三.

衍射光谱例如二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分:一级光谱二级光谱三级光谱连续光谱：炽热物体光谱线状光谱：钠盐、分立明线带状光谱：分子光谱衍射光谱分类光谱分析由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光谱，所以由谱线的成分，可分析出发光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的强度定量分析出元素的含量．[例2]用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角.第三级光谱的张角第三级光谱所能出现的最大波长绿光分析:a.光谱张角—k一定min—1max—2b.令如较大时，波长较长的光可能不出现，不完整光谱55.X射线衍射一、X射线

1895年德国物理学家伦琴用克鲁斯克管的阴极射线作实验，偶然发现附近桌上的荧光屏上发出了光，伦琴用一张黑纸挡住管子，荧光仍存在，而用一片金属板就挡住了，他称这种射线为X射线。

历史上第一张X射线照片，就是伦琴拍摄他夫人手的照片。由于X射线的发现具有重大的理论意义和实用价值，伦琴于1901年获得首届诺贝尔物理学奖。*四.

X

射线衍射简介

伦琴夫人看了照片后害怕地说：这简直象魔鬼的手。二、劳厄斑

1912年德国慕尼黑大学的实验物理学教授冯•劳厄用晶体中的衍射拍摄出X射线衍射照片。由于晶体的晶格常数约10nm，与X射线波长接近，衍射现象明显。单晶片X射线照相底片1912年，慕尼黑大学劳厄、弗里得里希、克里平

划时代的实验

一箭双雕：确认X射线具有波动性确定晶体结构的周期性

（揭开晶体结构研究序幕）荣获1914年诺贝尔物理奖X射线通过晶体产生衍射谱

晶体原子排列三维光栅将X射线入射到晶体点阵，晶体点阵中大量原子（离子）就成为子波波源，产生X射线的衍射和干涉。布拉格公式(叫做

掠射角,

又称布拉格角)两束散射光的光程差为干涉加强的条件得世界上第一张晶体X射线衍射谱硫酸铜晶体X射线衍射谱早期的X射线衍射装置

闪锌矿的劳厄像（劳厄等划时代论文所载）爱因斯坦说：x射线衍射实验是

“物理学最美的实验”

设想极其巧妙；实验简洁了当；一举解决两个重大难题；令人赞叹不已。开辟了晶体结构分析，X射线光谱学，电子衍射和中子衍射等一系列新学科，硕果累累。9-5光的偏振性马吕斯定律一.

自然光偏振光1.横波的偏振性电磁波(含光波)—横波2.自然光(普通光源,太阳光)含各个方向的振动且振幅相等—“各向同性”58.3.(线)偏振光只含有某一固定方向光振动(振动面)(b)振动方向垂直屏幕的线偏振光(a)振动方向在屏幕内的线偏振光(c)在屏幕内的振动较强的部分偏振光(d)垂直屏幕的振动较强的部分偏振光4.部分偏振光含有各个方向光振动，但振幅不等注除自然光外,其它光一般通过特殊方法(如反射,折射,散射……）产生59.二.

偏振片起偏与检偏机理:光与物质相互作用.如二向色性、双折射…1.偏振片—只允许某一特定方向(偏振化方向)光通过的透明薄片注光振动与偏振化方向∥全通过⊥全部不通过其它情况,部分(平行分量)通过2.起偏与检偏起偏器(对自然光)检偏器(对偏振光)ⅠⅡ自然光偏振光偏振光偏振化方向起偏器60.NMMalus定律讨论:a.定性描述自然光依次通过偏振片Ⅰ与Ⅱ后的状态(偏振态,强度)b.分别旋转偏振片Ⅰ和Ⅱ,光的强度变化情况三.

马吕斯定律起偏过程中检偏过程中式中I0为入射偏振光光强,

为其与偏振化方向的夹角61.讨论:1.如何用两个偏振片,使一束线偏振光的光振动旋转90°并使透射光强尽可能最大?.分析:设线偏振光的振幅和光强分别为E0和I0如图2.在两块正交偏振片p1,p3

之间插入另一块偏振片p2,光强为I0

的自然光垂直入射于偏振片p1,讨论转动p2

透过p3

的光强I与转角的关系.62.例1有两个偏振片,一个用作起偏器,一个用作检偏器.当它们偏振化方向间的夹角为时,一束单色自然光穿过它们,出射光强为;当它们偏振化方向间的夹角为时,另一束单色自然光穿过它们,出射光强为,且.求两束单色自然光的强度之比.解设两束单色自然光的强度分别为和.经过起偏器后光强分别为和.经过检偏器后偏光镜头立体电影四反射光与折射光的偏振空气玻璃(a)实验(1815年)表明反射与折射中(自然光入射)图(a)反射光—部分偏振光折射光—部分偏振光(⊥占优)(∥占优)图(b)反射光—偏振光折射光—部分偏振光(⊥分量)(∥占优)(Brewster定律)i0—起偏角或Brewster角玻璃空气(b)63.玻璃空气注a.反射光与折射光偏振化程度与入射角i有关b.起偏时(i=i0)反⊥

折c.工程中—玻璃片堆反折偏振光64.下列情况中光线的反射和折射(为起偏角)讨论:[例]水的折射率为1.33,空气的折射率为1,当自然光从空气射向水面而反射时,起偏角为多少?而当光有水下进入空气时,起偏角又是多少?65.一.

双折射的寻常光和非寻常光14－11双折射现象对各向异性晶体(方解石),两束光1.

寻常光(o光)和非常光(e光)o光:遵守折射定律各个方向

vo=常数no=常数e光:不遵守折射定律各个方向

ve=常数ne=常数光轴2.

光轴“”(一个特定方向)两者均为偏振光光沿光轴方向入射，不发生双折射现象66.3.主截面—光轴与入射面法线所成平面如光沿主截面入射

(本教材讨论对象)o光⊥主截面e光∥主截面o光⊥e光4.no与nee光：主折射率(⊥光轴方向)⊥光轴方向∥光轴方向o光：—常数光轴

光

光67.o

光波阵面e

光波阵面光轴68.正晶体(如石英)负晶体(如方解石)光轴e

光波阵面o

光波阵面二.人为双折射现象各向同性介质电场,磁场应力,外力各向异性(双折射)1.克尔效应与泡克尔斯效应(加电场)克尔效应线性电光效应电光效应(电控光开关)泡克尔斯效应69.2.光弹效应—测材料内应力分布工程:糖量计,……旋光现象：偏振光通过上述物质振动面旋转旋光固体

=

lΔψlAB*14－12旋光现象旋光物法：石英晶体，糖溶液……

=

l(对一定而言)旋光溶液l—透光长度,

—浓度,—常量(与旋光物质有关)—常量(与和物质有关)70.讨论:1.如何用两个偏振片,使一束线偏振光的光振动旋转90°并使透射光强尽可能最大?.分析:设线偏振光的振幅和光强分别为E0和I0如图2.在两块正交偏振片p1,p3

之间插入另一块偏振片p2,光强为I0

的自然光垂直入射于偏振片p1,讨论转动p2

透过p3

的光强I与转角的关系.62.如石英：l=1mm=4.05×102nm=

45.9º磁性介质(外加磁场B)

=V

l

BV

—常量另：左旋于右旋如糖分子式与分子结构不同左旋糖右旋糖=5.89×102nm=

21.7º71.一.

圆孔衍射艾里斑14－7圆孔衍射光学仪器的分辨本领定性讨论:单缝

小矩形孔

小圆孔衍射图样、、可证明艾里斑(相当于单缝中央明纹)张角直径43.二.

光学仪器的分辨本领波动光学:一个物点→一个像斑→重叠问题→分辨问题Rayleigh判据(对非相干光)最小分辨角两物点张角(视角)>

0

能分辨=

0

恰能分辨<

0

不能分辨对光学仪器分辨本领44.1990年发射的哈勃太空望远镜的凹面物镜的直径为2.4m，最小分辨角

◦=0.1〃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.

45.

[例1]设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm,而在可见光中,人眼最敏感的波长为550nm

,

(1)人眼的最小分辨角有多大？

(2)若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？问解(1)(2)46.[例2]毫米波雷达发出的波束比常用的雷达波束窄,这使得毫米波雷达不易受到反雷达导弹的袭击.(1)有一毫米波雷达,其圆形天线直径为55cm,发射频率为220GHz的毫米波,计算其波束的角宽度;(2)将此结果与普通船用雷达发射的波束的角宽度进行比较,设船用雷达波长为1.57cm,圆形天线直径为2.33m

.解(1)(2)47.一.

(平面透射)光栅14－8衍射光栅1.光栅常数不透光透光10-5~10-6mLN刻痕(等间距)2.机理多光束干涉单缝衍射综合效应理论:干涉衍射注N个缝单缝效应——位置重合48.二.

光栅衍射条纹的形成1.多光束干涉—决定主明纹位置N个平行子光束(

相同)相邻子光束:(主)明纹条件中央明纹任意非相邻子光束—均满足相长条件相邻主明纹之间：注θθPOθ个极小个次明纹49.(a)(c)θθPO2.衍射—对明纹光强调制(1)

光强调制效应(见图)(2)

缺级缺级(b)如有干涉极大衍射极小50.讨论:N=5k=0k

=

–2k=–1k

=

–4k=–5k

=

2k=1k

=

4k=5如讨论缺级问题缺级为注a.透射光能量主要集中在中央包络线(单缝中央明纹范围)内各个主明纹上角宽度相邻主明纹之间为一片暗区(含极小和次明纹)线宽度b.其它问题(同单缝衍射)最大级次km,(主明纹)斜入射,近似计算问题色散,(主)明纹线位置,51.条

[例1]

用氦氖激光器发出的的红光，垂直入射到一平面透射光栅上，测得第一级明纹出现在的方向上，试求(1)这一平面透射光栅的光栅常数d,这意味着该光栅在1cm内有多少条狭缝？(2)最多能看到第几级衍射明纹？只能看到第一级衍射明纹分析:a.

>

5º严格计算b.令sin

=1可求km

(取整)52.[例2]波长=600nm用单色光垂直照射在一光栅上,发现第2级主明纹出现在sin

=

0.2处,且k

=3,6,9,…缺级,求(1)光栅常数,(2)透光缝宽度b,(3)相邻主明纹(不含缺级)间距x,f=1m(4)中央包络线范围内主明纹数目,(5)范围内,能够呈现的全部级数.分析:a.对(1)、(2)和(4)—可利用缺级现象求解其中对应单缝衍射中第1级衍射极小(中央包络线边界)b.对(5)由km和缺级共同确定53.三.

衍射光谱白光入射中央主明纹(k

=

0,

=

0)—白光其它主明纹(k

=

0,

=

0)—色散(∝)注a.k级光谱的角宽度b.如k值较大—重叠或交错54.[例2]用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角.第三级光谱的张角第三级光谱所能出现的最大波长绿光分析:a.光谱张角—k一定min—1max—2b.令如较大时，波长较长的光可能不出现，不完整光谱55.*四.

X

射线衍射简介X射线冷却水铅板单晶片照像底片1.x

射线衍射(1)x

射线(伦琴射线)产生(2)劳厄斑点—晶格的衍射现象1845~1923德国56.2.布拉格公式(相邻晶面)反射光干涉加强条件干涉加强式中

—掠射角(

Bragg角)x射线晶体结构分析DNA晶体的X衍射照片DNA分子的双螺旋结构散射波入射波57.14－9光的偏振性马吕斯定律一.

自然光偏振光1.横波的偏振性电磁波(含光波)—横波2.自然光(普通光源,太阳光)含各个方向的振动且振幅相等—“各向同性”58.3.(线)偏振光只含有某一固定方向光振动(振动面)(b)振动方向垂直屏幕的线偏振光(a)振动方向在屏幕内的线偏振光(c)在屏幕内的振动较强的部分偏振光(d)垂直屏幕的振动较强的部分偏振光4.部分偏振光含有各个方向光振动，但振幅不等注除自然光外,其它光一般通过特殊方法(如反射,折射,散射……）产生59.二.

偏振片起偏与检偏机理:光与物质相互作用.如二向色性、双折射…1.偏振片—只允许某一特定方向(偏振化方向)光通过的透明薄片注光振动与偏振化方向∥全通过⊥全部不通过其它情况,部分(平行分量)通过2.起偏与检偏起偏器(对自然光)检偏器(对偏振光)ⅠⅡ自然光偏振光偏振光偏振化方向起偏器60.NMMalus定律讨论:a.定性描述自然光依次通过偏振片Ⅰ与Ⅱ后