大学物理(II)下册教学课件：波动光学13simp.ppt

《大学物理(II)下册教学课件：波动光学13simp.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九周周一上课（量子）周四答疑第十周周三晚考试A、横波性：光的偏振波动光学：光是电磁横波B、相干性：干涉和衍射光是一种电磁横波平面波可见光的范围真空中的光速介质中的光速nii'r光程（1）光在折射率n的介质中，通过的几何路程L所引起的相位变化，相当于光在真空中通过nL的路程所引起的相位变化。（2）光程差引起的相位变化为其中为光程差，为真空中光的波长n2n1ii'r两束光（反射光）由于相位突变所引起的光程差。（3）附加光程差正入射或掠入射基本要求：理解线偏振光获得和检验的方法，马吕斯定律和了解双折射现象A、横波性：光的偏振1．线偏振的获得（1）偏振片的吸收（为光振动矢量与偏振片偏

2、振化方向的夹角）自然光通过偏振片后，强度为马吕斯定律5．将一束自然光和线偏振光的混合光垂直入射-偏振片若以入射光束为轴转动偏振片，测得透射光强度的最大值是最小值的3倍，求入射光束中自然光与线偏振光的光强之比值。解：设自然光强为，则通过偏振片后光强始终为设线偏振光强为，其通过偏振片后的最小光强为零，最大光强为所以透射光总强度：最小值为，最大值为根据得即两光束的光强相同某种透明介质对于空气的临界角（指全反射）等于45o，光从空气射向此媒质的布儒斯特角是A35.3oB40.9oC45oD54.7oE57.3o布儒斯特定律（2）界面反射和折射B、相干性：光的干涉光的衍射一、干涉基本要求

3、1．理解获得相干光的基本方法（波阵面分割法，振幅分割法），掌握光程的概念；2．会分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置和条件；3．了解迈克耳孙干涉仪的工作原理。1．杨氏双缝干涉（波阵面分割法）光程差得：明纹条件暗纹条件条纹间距二、基本内容近似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此时波长为，则条纹变密（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的光程差为零的位置向下移动。即整个干涉条纹向下移动。（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

4、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。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？）PLDC34E5A1B2F2．薄膜干涉（振幅分割法）透射光的光程差注意：透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律.根据具体情况而定PLDC34E5A1B2

5、反射光的光程差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=1.5（1）劈尖（）光程差等厚干涉所以（加强明纹）（减弱暗纹）相邻两明（暗）条纹处劈尖厚度差(若，则)四、计算若以光垂直入射，看到七条暗纹，且第七条位于N处，问该膜厚为多少。1．测量薄膜厚度。图示欲测定的厚度，通常将其磨成图示劈尖状，然后用光的干涉方法测量。解：由于则由暗条纹条件得已知N处为第七条暗纹，而棱边处对应的暗纹，所以取，得方法2：劈尖相邻明条（暗条）间的垂直距离为，今有七条暗纹，棱边为明条纹，则其厚度讨论：如

6、果N处为一明条纹如何计算？如果N处不出现明、暗条纹，又如何计算。光的衍射一、基本要求1．了解惠更斯—菲涅耳原理2．掌握单缝夫琅禾费衍射的条纹分布，以及缝宽，波长等对衍射条纹的影响3．理解光栅衍射方程，会分析光栅常数，光栅缝数N等对条纹的影响二、基本内容1．单缝夫琅禾费衍射（1）半波带法的基本原理（2）明暗条纹的条件线宽度明条纹宽度2．光学仪器的分辩率最小分辨角中央明条宽度：角宽度（3）条纹宽度四、计算1．单缝衍射，缝宽b=0.5mm，透镜焦距f=50cm，以白光垂直入射，观察到屏上x=1.5mm明纹中心求：（1）该处光波的波长（2）此时对应的单缝所在处的波阵面分成的波带数为多少

7、？解（1）由单缝衍射明纹条件得（1）于是有（2）由式（1），式（2）得，处波长为注意到在可见光范围内，满足上式的光波：可允许在屏上x=1.5mm处的明纹为波长600nm的第二级衍射和波长为420nm的第三级衍射（2）此时单缝可分成的波带数分别是讨论：当单缝平行于透镜（屏）上下微小平移时，屏上的条纹位置是否也随之移动.位置不变！为什么？同时成立时，衍射光第级缺级且3．衍射光栅（1）光栅衍射=单缝衍射+各缝干涉（2）光栅方程（3）缺级条件，当1．由下列光强分布曲线，回答下列问题（1）各图分别表示