大学物理第14讲课ppt课件.ppt

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1、1895年12月28日：发表《关于一种新射线》，引起轰动，影响深远。1895年12月22日：伦琴拍摄历史上第一张X射线照片----他夫人手的照片（现在保存在慕尼黑德国国家博物馆）。X射线特点：不带电，穿透本领强。许多科学家（史密斯、克鲁克斯、汤姆孙……）都遇到过类似情况，但放过机遇。在医学、工业技术中广泛应用。(在消息传到美国的第四天，就成功用于为伤员取出腿里的子弹)导致放射性发现（为探寻X射线的产生，贝克勒尔发现放射性并荣获1903年诺贝尔物理奖）。打开晶体结构研究的大门。……由于X射线的发现具有重大的理论

2、意义和实用价值，伦琴于1901年获得首届诺贝尔物理学奖。X射线的本质是什么？－－科学史上的一场激烈争论。1912年，德国慕尼黑大学物理学讲师劳厄（1879-1960）完成判决性实验：用晶体作天然光栅进行X射线衍射实验。X射线管铅板闪锌矿晶体底片劳厄斑晶体：三维结构空间立体光栅曝光数小时一箭双雕：既证明了X射线的波动性，又肯定了晶体空间点阵理论，荣获1914年诺贝尔物理学奖。X射线本质：原子内层电子跃迁或加速器中电子运动产生的电磁波。（10-3~1nm）晶体点阵其尺度可与X射线波长相比拟寻求劳厄实验的理论解释：

3、英国物理学家亨利.布拉格（1862－1942），劳伦斯.布拉格（1890－1971）父子获1915年诺贝尔物理奖。布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)对伦琴射线衍射的研究：d晶格常数(晶面间距)θ掠射角光程差:干涉加强条件（布拉格公式）：AθθO...C.Bdθ符合上述条件时，各层晶面的反射线干涉后将相互加强。X射线衍射应用：1.如果晶格常数已知，可以用来测定X射线的波长，进行伦琴射线的光谱分析。2.如果X射线的波长已知，可以用来测定晶体的晶格常数，进行晶体的结构分析。3.DNA双螺旋结构的发

4、现—分子生物学诞生。克里克，沃森：1953年发现ＤＮＡ双螺旋结构，获1962年诺贝尔生理学、医学奖第四篇振动与波动小结一、复习要点：第12章：简谐振动特征量,运动方程,能量,同一直线上、同频率简谐振动的合成，第13章：平面简谐行波,特征量波函数，能流密度,多普勒效应波的干涉，驻波第14章：光程，光的干涉（杨氏双缝，薄膜等厚干涉）光的衍射（单缝、光栅夫琅和费衍射）光的偏振（起偏、检偏、马吕斯定律、布儒斯特定律）1.简谐振动初相位的求解（解析法、旋转矢量法）二、重难点说明解析法：旋转矢量法：AxPt0uoAtP

5、t0To振动曲线和波形曲线空间、时间上的周期性沿波传播方向的滞后效应注意参考点振动方程波动方程（以原点为参考点）2.平面简谐行波的理解及波函数的求解(1)x:离参考点的距离比参考点相位滞后“-”比参考点相位超前“+”(2)注意：3.波的干涉与驻波波的相干条件，干涉相长与相消位置的计算；驻波的形成条件，驻波特点：特别是相位分布；与驻波相关的计算：常见的情况为已知入射波方程，求反射波方程，及两波叠加形成驻波后的波节或波腹位置。注意半波损失4.能量问题孤立系统，机械能守恒非孤立系统，dE不守恒质点谐振动能量介质元波

6、动能量孤立谐振系统（以平衡位置为坐标原点和势能零点）波的强度—能流密度驻波的能量特征：不向前传播能量，在波腹、波节附近周期性转移。5.光的干涉和衍射干涉：有限个分立的相干波的叠加核心问题：光程差（相位差）的计算用于具体问题得出不同计算式，弄清道理、掌握特点典型装置：杨氏双缝、劈尖、牛顿环衍射：无限个连续子波相干叠加重点掌握：单缝衍射（半波带法、振幅矢量叠加法）；光栅衍射（光栅公式、缺极、复合光入射）装置屏单缝双缝d光程差明暗纹条件明暗条纹特征平行于缝的等亮度、等间距、明暗相间条纹条纹变化平行于棱边，明暗相间条

7、纹，棱边为暗纹以接触点为中心的明暗相间的同心圆环，条纹内疏外密干涉装置：明暗迈克尔孙干涉仪等倾干涉等厚干涉单缝夫朗和费衍射（半波带概念）0中央明纹平行光垂直入射I屏幕平行光非垂直入射光栅夫朗和费衍射光栅衍射是N缝干涉和N个单缝衍射的总效果光栅常数d光栅公式缺级最高级次仅适用于平行光垂直入射的情况，非垂直入射需根据光程差公式分析白光入射中央零级主明纹为白色，其余各级为彩色光谱，高级次重叠；要能够计算复色光入射光谱的重叠问题。光学仪器分辨率光的干涉、衍射和偏振典型计算(1)利用双缝干涉光强随位置x的变化规律，计算

8、各级亮纹位置、亮纹宽度及改变相关参数及光程等因素对干涉条纹的影响。(2)根据干涉条纹形态、条纹间距、级次等信息计算薄膜厚度、折射率，检测光学器件几何形态，计算增反、增透膜厚度。(3)利用单缝衍射明暗纹条件计算各级明纹位置、宽度及改变相关参数对衍射条纹的影响。利用光栅公式计算主极大位置，结合观察范围限制和缺极条件计算屏上可观测到的条纹级数。计算复合光入射时的光谱重叠问题。(4)利用马吕斯定律计算不同偏