《医用物理学》教学课件：8.波动光学-2.pptx

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1、第八章波动光学§8-1光的干涉§8-2光的衍射§8-3光的偏振§8-4双折射现象§8-5旋光现象§8-6光的吸收和散射杨氏双缝干涉Pr1r2xrDSS1S2d光程差相邻明条纹(或相邻暗条纹)间距回顾(明纹)(暗纹)SL1LGBA衍射角qCOP单缝衍射中央明纹线宽度其它明纹线宽度x理解：菲涅尔半波带法分析单缝衍射的规律最小分辨角圆孔衍射爱里斑瑞利判据光栅是现代科技中常用的重要光学元件.光通过光栅衍射可以产生明亮尖锐的亮纹,复色光入射可产生光谱,用以进行光谱分析.8.2.5衍射光栅衍射光谱光栅(grating)

2、—大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件.二维光栅衍射图样光栅常数a:透光狭缝的宽度；b:两狭缝之间不透光部分的宽度光栅常数干涉明纹位置光栅衍射图样:在几乎黑暗的背景上形成一系列又细又亮的明条纹.光栅常数衍射角光栅方程光栅衍射条纹是衍射和干涉的总效果干涉条纹各级主极大的强度不再相等,而是受到了衍射的调制.明纹缺级现象衍射暗纹位置干涉明纹缺级条件干涉明纹位置3级0级1级-1级-3级缺2级缺-2级I0单缝衍射光强对应某些值按干涉应出现某些级的主极大,由于单缝衍射的调制而造成这些主极大缺失—缺级现象[

3、例8-4]用一光栅常量d=2×10–6m,缝宽a=1×10–6m的光栅观察波长=590nm的光谱线.求：平行光垂直入射时,最多能观察到第几级光谱线？实际能观察到几条光谱线？解：(1)故最多能观察到第3级谱线.由于光栅光谱缺级为实际只能看到0级、±1级、±3级共5条谱线光栅光谱入射光为白光时,不同,k不同,按波长分开形成光谱.溴Bromine氘Deuterium氦Helium氢Hydrogen氪Krypton水银Mercury氖Neon水气watervapor氙xenon光谱分析机械横波与纵波的区别机械波

4、穿过狭缝光的干涉、衍射光的偏振光的波动性光波是横波§8.3光的偏振光是特定频率范围内的电磁波.电磁波中起感光作用的是电场强度矢量,称为光矢量.电磁波是横波,光矢量的振动方向与光的传播方向垂直.在垂直于光传播方向的平面内,光矢量有不同的振动状态——光的偏振.偏振性是横波区别于纵波的重要特征.v0HE光矢量振动面由于自然光中没有任何方向的光振动更占优势，所以可以用任意两个相互垂直的、等幅的振动来表示自然光.注：这两个相互垂直的光振动之间没有固定的相位差，所以不能合成为一个光振动.8.3.1自然光和偏振光自然光的表

5、示法：自然光(naturallight)由于原子发光的间歇性与随机性,对于普通光源所发的光,光矢量分布各向均匀.线偏振光(linearlypolarizedlight)光矢量方向和光的传播方向构成的平面称为振动面.光的传播方向始终保持在某一个固定方向振动.线偏振光的表示法：8.3.1自然光和偏振光部分偏振光(partiallypolarizedlight)介于线偏振光与自然光之间的情形.部分偏振光中,各方向的光振动都有,但不同方向光振动的振幅不同.部分偏振光可看成线偏振光与自然光的混合.部分偏振光的表示法：平

6、行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强8.3.1自然光和偏振光圆偏振光(circularlypolarizedlight)椭圆偏振光(ellipticallypolarizedlight)光矢量E按一定频率旋转，其矢端轨迹为圆的叫圆偏振光，为椭圆的叫椭圆偏振光.椭圆偏振光圆偏振光右旋圆偏振光右旋椭圆偏振光8.3.1自然光和偏振光传播方向/2yyxzxO某时刻左旋圆偏振光随z的变化8.3.1自然光和偏振光圆偏振光(circularlypolarizedlight)起偏：使自然光（或非偏振光）变成线偏振光的过程

7、。检偏：检查入射光的偏振性.透光轴方向自然光偏振片线偏振光将待检查的入射光垂直入射偏振片,缓慢转动偏振片,观察光强的变化,确定光的偏振性.8.3.2偏振光的获得与检验检偏器将待检查的入射光垂直入射偏振片,缓慢转动偏振片,观察光强的变化,确定光的偏振性.入射线偏振光的光强为I0,透过检偏片P后,透射光的光强I马吕斯定律:线偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向之间的夹角.线偏振光PI变有消光线偏振光如何用偏振片区分自然光、线偏振光和部分偏振光？8.3.2偏振光的获得与检验I不变自然光如何用偏振片区分自然光、线偏

8、振光和部分偏振光？8.3.2偏振光的获得与检验I变无消光部分偏振光如何用偏振片区分自然光、线偏振光和部分偏振光？8.3.2偏振光的获得与检验例题在两块正交偏振片P1和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.试讨论转动P2的过程中透过P3的光强I3与转角的关系.解：I0P1P2I1P3I2I3上面一幅图是我们通常看到的照片，但是如果我们实际看到的却是下图的景象。这是因为水