大学物理下 光学 课件.ppt

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1、波动光学小结一.概念1.波粒二象性波动性(电磁波)—干涉,衍射,偏振…粒子性—量子物理中讨论—物质作用过程2.相干光同频率同振动方向()相差(光程差)恒定光束间子波间“一分为二、三…”“自我干涉”分波阵面法、分振幅法3.光程—折算为真空情况相位差与光程差(为真空中波长)1.(1)光程差1.共性问题二.(纯)干涉—有限光束间相干不同路径相位跃变影响(反射,且n1

2、律2.2.实例重点：双缝、均匀薄膜(平行光)、劈尖、牛顿环、迈克耳孙干涉仪注如实际问题与教材实例中基本条件不一样，应自己推导相关公式求解测量应用静态动态光程差分布空间条纹(中心)空间分布光程差分布空间变化条纹(中心)空间分布变化=f(r)k值1－2k1－k23.注a.k(第几级)最小取值—视实际情况而定km(取整)b.白光入射色散(双缝)颜色(薄膜)c.动态问题跟踪法：跟踪k级条纹(一般k=0=0)定域法：同定某一位置观察(k→k’)4.三.衍射—无限个子光波相干1.单缝平行光垂直照射中央明纹(=0)—

3、=0其它明暗纹(≠0)(半波带法)衍射角宽度(明纹)、间距线位置x其中问题：色散,最大级次km,斜入射,近似计算(<5°k值较小)2.(小)圆孔衍射—艾里斑(张角,直径)(>0)—分辨问题5.相消(最暗处)相长(最亮处,明纹中心)3.光栅4.X射线衍射—布拉格方程(相邻晶面间)其中问题：光栅常数,色散(光栅光谱),缺级,中央包络线内或屏上条纹级次分布…综合效应多光束干涉—光栅方程—主明纹(中心)角位置单缝衍射—对主明纹强度调制(定性)—“中央包络线”概念6.四.偏振1.起偏与检偏对偏振片自然光入射—起

4、偏—偏振光入射—检偏—马吕斯定律问题：光通过2-3个偏振片时，光的偏振态与强度问题2.反射光与折射光的偏振反射光与折射光偏振态7.1.在真空中波长为l的单色光,在折射率为n的透明介质中从A沿某路径传播到B,若A、B两点位相差为3，则此路径AB的光程为(A)1.5(B)1.5n(C)3(D)1.5/n[A]选择题与讨论题8.2．杨氏双缝干涉中，若有下列变动，干涉条纹将如何变化（1）把整个装置浸入水中（2）在缝S2处慢慢插入一块楔形玻璃片图示由于S2到o点的光程逐渐增加，因此S1到屏和S2到屏两束光线相遇处

5、的光程差为零的位置向下移动。即整个干涉条纹向下移动,但条纹间隔不变。此时波长为，则条纹变密9.（3）把缝隙S2遮住，并在两缝垂直平面上放一平面反射镜（4）两缝宽度稍有不等干涉条纹位置不变，但干涉减弱不为零（暗），整个条纹对比度下降，不够清晰。此时两束光的干涉如图所示，由于S1光线在平面镜反射且有半波损失，因此干涉条纹仅在O点上方，且明暗条纹位置与原来相反。10.由于两束光频率不同，不相干，无干涉条纹。（5）分别用红、蓝滤色片各遮住S1和S2（6）将光源沿平行S1S2连线方向作微小移动如果光源S有一定宽度，情况又如

6、何？（光的空间相干性）图示S向下移动，此时,于是中央明纹的位置向上移动（为什么？）11.5硅片(n=4)上的二氧化硅(n=1.5)薄膜对由空气中垂直入射的570nm的黄光反射增强，则该薄膜的厚度至少应是_____________解4n=1.53.如图所示,当波长为的单色平行光垂直照射时,观察到每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分：（A）凸起，且高度为/4；（B）凸起，且高度为/2；（C）凹陷，且深度为/2；（D）凹陷，且深度为/4。工件平面玻璃空气

7、劈尖[C]12.明暗明5.单色光垂直入射劈尖,讨论A、B处的情况A处条纹明暗B处光程差B处光程差A处条纹明暗B处光程差A处条纹明暗B处光程差A处条纹明暗暗另外:为什么不讨论n1上表面处反射光的干涉？14.6．图示，设单色光垂直入射，画出干涉条纹（形状，疏密分布和条纹数）（1）上表面为平面，下表面为圆柱面的平凸透镜放在平板玻璃上。由得明纹条件当可观察到第四级明条纹，即15.由图知可得明条为8条，暗条为7条的直线干涉条纹（图示）。暗纹中心暗纹7条明纹8条16.（2）平板玻璃放在上面，下面是表面为圆柱面的平凹透镜。同

8、理，由可观察到第的明条纹，但对应处，只有一条明条纹，则共可看到7条明纹、8条暗纹（图示）暗纹8条明纹7条17.7．图示牛顿环装置中，平板玻璃由两部分组成的()，透镜玻璃的折射率，玻璃与透镜之间的间隙充满的介质，试讨论形成牛顿环的图样如何？讨论：分别写出左右两侧的反射光的光程差表示式（对应同一厚度）与左右两侧明暗相反的半圆环条纹。18.[C]8.在如图所示的单缝夫琅和费衍射