大学物理23.2单缝夫琅禾费衍射和光栅衍射.

例1：一光栅，N=5, b=2a，试画出其光强分布曲线？
ab a 2a 缺级的明纹： k k' k' 3k ' a a
k ' 1. 2. 3...
故 k 3k ' 3. 6. 9...
-1
-2 -5 -4 缺 级 -2
I /I 0 1 2 缺 级
0

B C

d : 晶面间距(晶格常数）


: 掠射角
干涉加强条件：
AC CB 2d sin
2d sin k (k 1,2,3) —布拉格公式
2）应用 • 已知 、 可测d — X 射线晶体结构分析。
波长为 的第 kN+1 级极小的角位置
Nd sin (kN 1)
kN 1 两者重合 k ( ) N
R =kN
结论：当要求在某一级次k的谱线上提高光栅的分辨本领 时，必须增大光栅的总缝数 N 。
§23.8
X射线的衍射
X 射线 : 0.01nm—10nm
§23.2 单缝的夫琅禾费衍射
单缝衍射和双缝干涉条纹比较。
单缝衍射条纹
双缝干涉条纹
§23.5 （1） N 缝干涉
光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理
I / I0
N 5
k 1 k 0
I / I0
k 1
N 9
k 1 k 0
k 1
（2）衍射对干涉的影响： 双缝为例： 双缝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。主极大的位置没有变化。
λ d
a
θ
透 镜
θ f I/I0
θ
I/ I0 a)
2 a
N 4 , d = 4a

a 2 a

a
0 I/ I0
sin
b)
8 d 4 d
0 I/ I0
4 d
8 d
sin 缺 4， 8， 12等主极 大级次
c)
8 d 4 d
0
4 d
8 d
sin
第24章 光的偏振
光矢量：
E
光的偏振;
光的偏振态.
§24.1 光的偏振状态
线偏振光 分类：完全偏振光 自然光 部分偏振光 椭圆（圆）偏振光
1.完全偏振光 1).线偏振光
E
E
z
表示:

(光振动平行板面) (光振动垂直板面)
⊙
2). 椭圆偏振光和圆偏振光
y
x
a

2
Eb
E E
E
2. 起偏和检偏
起偏器
自然光 I1 检偏器 线偏振光 I0
α
线偏振光 I

偏振化方向
1 I 0 I1 2
I ?
E0
3. 马吕斯定律
IE
2
E E0 cos α
2 2 2
2

I I 0 cos
(马吕斯定律)
E E0 cos
1 当 α 0，I I 0 I1 ; 2

d
4
5
2
4 2 5 d a d d a
2 d

a
4 d
5 a
§23.6
1、光栅光谱
光栅方程：
-3级
光栅光谱
d sin θ kλ
3级
白光的光栅光谱
0级 -2级 -1级 1级
2级
2 、光栅的色分辨本领 波长为 的第 k 级主极大的角位置
d sin k ( )
1 、 X射线的产生
X射线管
G K
-
A
伦琴
+
X射线
K：阴极，A： 阳极(钼、钨、铜等金属)， A和K间加几万伏高压，以加速阴极发射的热电子。
2 、劳厄（Laue）实验
照相底片
P
X 射线
晶体
劳厄
P′
准直缝
· · · ·
劳厄斑
3 、布拉格公式
1）原理
晶面 1 2
d A dsin
• 已知 、d 可测 — X 射线光谱分析。
§4.6
X射线的衍射
X 射线 : 0.01nm—10nm
1 、 X射线的产生
X射线管
G K
-
A
伦琴
+
X射线
K：阴极，A： 阳极(钼、钨、铜等金属)， A和K间加几万伏高压，以加速阴极发射的热电子。
2 、劳厄（Laue）实验
照相底片
P
X 射线
表示:




3.部分偏振光
⊙
部分偏振光可用两个相互独立、没 有固定相位关系、不等振幅且振动 方向相互垂直的线偏振光表示。
⊙
部分偏振光
部分偏振光的分解
部分偏振光的表示法


24.2 线偏振光的获得与检验
T R
E
发射器
“线栅”
接收器
1. 偏振片：通光方向（偏振化方向）
3）判断：仅用一块偏振片，如何通过观察透射光强变化区分线偏 振光、自然光、部分偏振光？
（1）强度有变化，而且有消光现象 线偏振光 （2） 强度没有变化 自然光 （3）强度有变化，但无消光现象 部分偏振光
π α ，I 0 — 消光 2
起偏器
自然光 I1
检偏器 线偏振光I0

α
P2
线偏振光I
偏振化方向
P1
I I 0 cos α
2
思考：
1）将P1旋转3600，透过它的光强有何变化？ 自然光透过偏振片后光强不变，但只有入射光强的一半。 2）将P2旋转3600，透过它的光强有何变化？ 线偏振光透过偏振片后光强变化，将出现两明两暗。（有消光现象）
晶体
劳厄
P′
准直缝
· · · ·
劳厄斑
3 、布拉格公式
1）原理
晶面 1 2
d A dsin

B C

d : 晶面间距(晶格常数）


: 掠射角
干涉加强条件：
AC CB 2d sin
E
E
o
E0
E
⊙
Right
源自文库
b
z
⊙
椭圆偏振光 圆偏振光
E
⊙
Left
• 面对光源观察：
• 光矢量方向按顺时针方向旋 转的，称为右旋偏振光；
• 光矢量方向按逆时针方向旋 转的，称为左旋偏振光。
2.非偏振光 （自然光）
X
⊙
Y Z
⊙
1 I 2
I Ix Iy
Ix Iy
自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅 且振动方向相互垂直的线偏振光表示。
2d sin k (k 1,2,3) —布拉格公式
2）应用 • 已知
、 可测d — X 射线晶体结构分析。 • 已知 、d 可测 — X 射线光谱分析。
第24章
§24.1
§24.2 §24.3 §24.5
光的偏振
光的偏振状态
线偏振光的获得和检验 反射和折射时光的偏振 光的双折射