大学物理下光衍射偏振
光的衍射和光的偏振
光的衍射和光的偏振一、光的衍射光的衍射是光线遇到障碍物或通过狭缝时出现弯曲、扩散的现象。
光线传播时会受到物体的干扰，使光线发生弯曲并在阻隔物后形成衍射图样。
这种现象可以用海森堡原理来解释，即在有限的时间内，光线的位置和速度无法同时确定，因而光线在传播过程中会出现分散和散射的情况。
1. 衍射的条件光的衍射需要满足以下两个条件：a) 光波的波长与被衍射物体的尺寸相当；b) 光波遇到的物体具有透明性。
2. 衍射的特点光的衍射具有以下特点：a) 光的衍射发生时，光线会改变方向，并形成暗纹和亮纹的衍射图样；b) 衍射图样的形状与衍射光的波长和衍射物体的形状有关；c) 大尺寸的物体能够产生宽衍射纹，小尺寸的物体则产生窄衍射纹。
3. 应用衍射现象在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如：a) 衍射技术在天文观测中被用来研究恒星的性质和行星的轨道；b) 衍射现象也被应用于显微镜和望远镜的设计，提高光学仪器的分辨率；c) 衍射技术在数字图像处理和光学信息存储等领域起着重要作用。
二、光的偏振光的偏振是指光波中的电磁振动仅在一个特定方向上进行的现象。
在自然光中，光波的电场矢量在垂直于传播方向的平面上振动，可以沿任意方向传播。
而偏振光则限制了电场矢量的振动方向。
1. 光的偏振现象当光通过偏振片或晶体等介质时，会发生偏振现象，使光的电场矢量只在某一特定方向上振动。
根据振动方向的不同，光的偏振可分为线偏振光、圆偏振光和椭偏振光。
2. 偏振的方式光的偏振可以通过以下几种方式实现：a) 自然光经过滤波器或反射器等产生偏振光；b) 通过物质的吸收、散射或反射，使特定方向的电场分量占优势而产生偏振光；c) 通过偏振器材料的特殊结构，例如偏振片或偏光棱镜等。
3. 应用光的偏振在生活和科学研究中有着广泛的应用。
例如：a) 偏振片被广泛应用于太阳镜、墨镜等眼镜制品，以防止强光的干扰；b) 偏振光在显微镜和光学显微镜中用于观察材料的结构和性质；c) 光的偏振还广泛应用于通信、显示技术和激光器等领域。
光学知识点光的衍射与偏振
光学知识点光的衍射与偏振光学知识点：光的衍射与偏振在光学的奇妙世界中，光的衍射与偏振是两个十分重要且有趣的现象。
它们不仅揭示了光的波动性本质，还在许多领域有着广泛的应用。
让我们先来聊聊光的衍射。
当光遇到障碍物或者通过狭窄的缝隙时，不再沿着直线传播，而是会发生弯曲并扩散开来，这种现象就被称为光的衍射。
想象一下，我们有一束平行的光线，当它们遇到一个很小的缝隙时，原本应该直直地通过，但实际上，光会在缝隙后面形成一个类似于扇形的图案。
这就好像光“绕过”了障碍物，跑到了原本不该到达的地方。
这种现象在日常生活中也能观察到。
比如，当阳光透过树叶的缝隙照射到地面上时，形成的光斑并不是规则的圆形，而是有着模糊的边缘，这就是光的衍射在起作用。
光的衍射现象可以用惠更斯原理来解释。
惠更斯原理指出，波面上的每一点都可以看作是一个新的波源，它们各自发出球面波。
这些新的波源发出的波在传播过程中相互叠加，就形成了新的波面。
在光的衍射中，缝隙边缘的点就相当于新的波源，它们发出的光波相互干涉，从而导致了光的弯曲和扩散。
衍射现象还与波长和障碍物或缝隙的尺寸有关。
一般来说，波长越长，衍射现象越明显；障碍物或缝隙的尺寸越小，衍射现象也越显著。
这是因为当波长与障碍物或缝隙的尺寸相当时，光的波动性表现得更加突出。
光的衍射在许多领域都有着重要的应用。
在光学仪器中，如显微镜和望远镜，衍射会限制其分辨率。
为了提高分辨率，科学家们不断地研究和改进光学系统，以减小衍射的影响。
在通信领域，衍射原理被用于无线信号的传播和接收，帮助我们实现更稳定和高效的通信。
接下来，我们再谈谈光的偏振。
光其实是一种电磁波，而电磁波是横波，这意味着它的振动方向与传播方向垂直。
光的偏振就是指光的振动方向具有一定的规律性。
普通的自然光，比如太阳光，其振动方向是随机的，在各个方向上均匀分布。
而偏振光则是振动方向相对固定的光。
我们可以通过一些特殊的方法来获得偏振光，比如使用偏振片。
大学物理《光的偏振、衍射》习题课课件
( AC BD) (a b)(sin sin ) k (2).
水平线下方的角度取负号即可。
11
6. 以波长为 = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为
d = 2.10 mm、缝宽为a = 0.700 mm的光栅上，入射角为i = 30.0°，求能看
成的半波带数目为
(A) 2 个． (B) 4 个． (C) 6 个． (D) 8 个．
答案：(B)
根据半波带法讨论，单缝处波阵面可分成的半波带数
目取决于asin 的大小，本题中
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
a 4, 300.
a sin 2 4 ,
2
满足单缝衍射暗条纹的公式： a sin 2k , (k 1,2...)
到哪几级光谱线．
解：(1) 斜入射时的光栅方程
光栅 透镜
屏
G L2
C
d sin i
d sin d sin i k k = 0，±1，±2，…n
第k 级谱线
n
i
分析在900 < < 900 之间，可呈现的主极大：
i = 30°，设 = 90°， k = kmax1，则有
d sin
kmax1 (d / )(sin 90 d sin 30) 2.10
解： a b 1 mm 3.33μm 300
(1) (a + b) siny =k， ∴ k= (a + b) sin24.46°= 1.38 mm
∵ R=0.63─0.76 mm， B＝0.43─0.49 mm，第二级开始会有谱线重叠。
对于红光，取k=2 , 则 R=0.69 mm； 对于蓝光，取k=3, 则 B=0.46 mm.
大学物理波动光学总结资料
大学物理波动光学总结资料波动光学是指研究光的波动性质及与物质相互作用的学科。
在大学物理中，波动光学通常包括光的干涉、衍射、偏振、散射、吸收等内容。
以下是波动光学的一些基本概念和应用。
一、光的波动性质1.光的电磁波理论。
光是由电磁场传输的波动，在时空上呈现出周期性的变化。
光波在真空中传播速度等于光速而在介质中会有所改变。
根据电场和磁场的变化，光波可以分为不同的偏振状态。
2.光的波长和频率。
光波的波长和频率与它的能量密切相关。
波长越长，频率越低，能量越低；反之亦然。
3.光的能量和强度。
光的能量和强度与波长、频率、振幅有关。
能量密度是指单位体积内的能量，光的强度则是表征单位面积内能量流的强度。
二、光的干涉1.干涉的定义。
干涉是指两个或多个光波向同一方向传播时，相遇后相互作用所产生的现象。
2.杨氏双缝干涉实验。
当一束单色光垂直地照到两个很窄的平行缝口上时，在屏幕上会出现一系列互相平衡、互相补偿的亮和暗的条纹，这种现象就叫做杨氏双缝干涉。
3.干涉条纹的间距。
干涉条纹的间距与光波的波长、发生干涉的光程差等因素有关。
4.布拉格衍射。
布拉格衍射是一种基于干涉理论的衍射现象，用于分析材料的晶体结构。
三、光的衍射1.衍射的定义。
衍射是指光波遇到障碍物时出现波动现象，其表现形式是波动向四周传播并在背面出现干涉现象。
2.夫琅和费衍射。
夫琅和费衍射是指光波通过一个很窄的入口向一个屏幕上的孔洞传播时，从屏幕背面所观察到的特征。
孔洞的大小和形状会影响到衍射现象的质量。
3.斯特拉斯衍射。
斯特拉斯衍射是指透过一个透镜后，将光线聚焦到一个小孔上，然后在背面观察到的光的分布情况。
4.阿贝原则与分束学。
阿贝原则是指光学成像的基本原理，根据这个原理，任意一个物体都可以被看作一个点光源阵列。
分束学是将任意一个物体看作一个点光源阵列，在分别聚焦到像平面后重新合成图像。
四、光的偏振1.偏振的定义。
偏振是指光波的电场振动在一个平面内进行的波动现象。
光学中的光的偏振与衍射
光学中的光的偏振与衍射光的偏振与衍射是光学领域中重要的概念。
光的偏振指的是光的电场振动方向，在不同的介质中传播时会发生变化。
而光的衍射是指光线经过一个绕射物体或者通过孔隙时产生的光的分散现象。
本文将介绍光的偏振和光的衍射的基本原理和应用。
一、光的偏振光的偏振是指光波中电场振动方向的变化。
一般来说，自然光是无偏振的，它的电场振动方向在各个方向上都是不确定的。
但是在某些情况下，光的振动方向会被限制在一个平面上，这就是偏振光。
光的偏振可以通过偏振片来实现。
偏振片是具有规则排列的分子链，当自然光通过偏振片时，只有与分子链排列方向相同的光能够透过，而其他方向的光则被阻挡。
因此，偏振片可以将自然光转化为偏振光。
光的偏振在许多领域中都有重要应用，例如显微镜、光学检测和光通信等。
通过控制光的振动方向，可以实现更精确的成像、检测和通信。
二、光的衍射光的衍射是指光线通过一个绕射物体或者通过一个孔隙时产生的光的分散现象。
当光线遇到一个绕射物体时，它会发生弯曲并从不同的方向分散出去。
这种现象可以用傍晚夕阳下窗户的模样来形象地理解。
光的衍射现象在日常生活中也有很多应用。
例如，CD、DVD等光盘的读取原理就是利用了光的衍射现象。
当激光光束照射在光盘表面刻有微小螺纹的部分时，光线会发生衍射，通过检测衍射光的强度和相位变化，可以将光盘上的信息解码。
此外，光的衍射还广泛应用于干涉仪、衍射望远镜等光学设备中。
通过精确地控制光的干涉和衍射现象，可以实现高分辨率的成像和测量。
三、光的偏振与衍射的关系光的偏振和衍射是密切相关的。
当偏振光通过一个孔隙或者绕射物体时，它的振动方向会发生变化，导致光的分散现象。
同样，通过控制光的偏振状态，也可以改变光的衍射效果。
例如，在光学应用中常用的偏振衍射光栅就是通过通过光的偏振和衍射相结合的技术实现的。
偏振衍射光栅可以将不同偏振方向的光分散到不同的位置，从而实现光的分光和调制。
此外，通过使用偏振光进行光的衍射实验，还可以研究物质的光学性质和结构。
光学中的光的衍射与光的偏振知识点总结
光学中的光的衍射与光的偏振知识点总结光学作为物理学的一个重要分支，研究的是光的本质和光的行为。
其中，光的衍射和光的偏振是光学领域中的两个重要概念。
本文将对光的衍射和光的偏振进行知识点总结。
一、光的衍射光的衍射是指当光通过一个孔径或者是通过物体的边缘时，光波会发生弯曲并产生扩散现象。
光的衍射现象是由于光波的波动性质而产生的。
1. 衍射的基本原理衍射的基本原理是光波的干涉原理。
当光波通过一个孔径或者物体边缘时，波前会因为波的传播而扩散，扩散的过程中会与自身的其他波前相互干涉，形成干涉图样。
2. 衍射的特点- 衍射是波动现象，不仅仅限于光波，在声波、水波等波动现象中同样存在衍射现象。
- 衍射是光通过小孔、边缘等物体时产生的，但并不是所有光通过小孔或边缘都会发生衍射，必须满足一定的条件。
- 衍射现象的特点是光波的传播方向会发生改变，形成扩散的波前。
3. 衍射的应用- 衍射方法可以测量光的波长，例如夫琅禾费衍射。
- 借助衍射现象可以实现光的分光，例如菲涅尔衍射。
- 衍射也广泛应用于光学仪器的设计，可用于消除光学系统的像差。
二、光的偏振光的偏振是指光波中的电磁场矢量在传播过程中只在振动方向上具有确定性。
在光学中，光的偏振是指光波中电场振动方向的特性。
1. 光的偏振方式根据光波中电场振动方向的变化，可以将偏振分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种主要方式。
- 线偏振：电场振动方向保持不变的偏振方式。
- 圆偏振：电场振动方向绕光传播方向旋转的偏振方式。
- 椭圆偏振：电场振动方向沿椭圆轨迹变化的偏振方式。
2. 偏振的产生机制偏振的产生可以通过偏振片、反射、折射和散射等方式实现。
其中，偏振片是最常见的用以产生线偏振光的方法。
3. 偏振的应用- 偏振在光学成像领域有广泛应用，例如显微镜中的偏振光显微镜，可用于观察和分析有光学各向异性的样品。
- 通过偏振可以实现光的消光、偏振衍射等实验现象，进一步研究光的特性和物质的性质。
总结：光学中的光的衍射和光的偏振是两个重要的知识点。
(完整word)大学物理教案 光的干涉、衍射与偏振
教学目标 掌握惠更斯-菲涅耳原理；波的干涉、衍射和偏振的特性,了解光弹性效应、电光效应和磁光效应。
掌握相位差、光程差的计算,会使用半波带法、矢量法等方法计算薄膜干涉、双缝干涉、圆孔干涉、光栅衍射。
掌握光的偏振特性、马吕斯定律和布儒斯特定律，知道起偏、检偏和各种偏振光。
教学难点 各种干涉和衍射的物理量的计算。
第十三章 光的干涉一、光线、光波、光子在历史上，光学先后被看成“光线"、“光波”和“光子”，它们各自满足一定的规律或方程，比如光线的传输满足费马原理，传统光学仪器都是根据光线光学的理论设计的。
当光学系统所包含的所有元件尺寸远大于光波长时(p k =)，光的波动性就难以显现，在这种情况下,光可以看成“光线”，称为光线光学,。
光线传输的定律可以用几何学的语言表述，故光线光学又称为几何光学。
光波的传输满足麦克斯韦方程组，光子则满足量子力学的有关原理。
让电磁波的波长趋于零,波动光学就转化为光线光学，把电磁波量子化，波动光学就转化为量子光学。
二、费马原理光线将沿着两点之间的光程为极值的路线传播，即(,,)0QPn x y z ds δ=⎰三、光的干涉光矢量（电场强度矢量E )满足干涉条件的，称为干涉光。
类似于机械波的干涉，光的干涉满足:222010*********cos()r r E E E E E ϕϕ=++-1020212cos()r r E E ϕϕ-称为干涉项,光强与光矢量振幅的平方成正比，所以上式可改写为:12I I I =++(1—1）与机械波一样，只有相干电磁波的叠加才有简单、稳定的结果，对非干涉光有：1221,cos()0r r I I I ϕϕ=+-=四、相干光的研究方法（一)、光程差法两列或多列相干波相遇，在干涉处叠加波的强度由在此相遇的各个相干波的相位和场强决定。
能够产生干涉现象的最大波程差称为相干长度(coherence length ）。
设光在真空中和在介质中的速度和波长分别为,c λ和,n v λ，则,n c v νλνλ==，两式相除得n vcλλ=，定义介质的折射率为： c n v=得 n nλλ=可见，一定频率的光在折射率为n 的介质中传播时波长变短，为真空中波长的1n倍.光程定义为光波在前进的几何路程d 与光在其中传播的介质折射率n 的乘积nd .则光程差为(1)nd d n d δ=-=-由光程差容易计算两列波的相位差为21212r r δϕϕϕϕϕπλ∆=-=-- （1—2)1ϕ和2ϕ是两个相干光源发出的光的初相。
了解光的衍射和偏振
了解光的衍射和偏振光是一种波动现象，具有特定的波动性质，其中两个重要的属性是衍射和偏振。
了解光的衍射和偏振对于深入理解光的本质和应用具有重要意义。
本文将介绍光的衍射和偏振的基本概念、特性以及相关的应用。
一、光的衍射光的衍射是光波在通过一个有遮挡物的小孔或物体边缘时发生偏离直线传播的现象。
当光通过一个小孔时，光波会扩散并产生干涉现象，从而形成衍射图样。
衍射图样的大小和形状取决于光波的波长和孔的尺寸。
衍射现象在日常生活中很常见。
比如，在日出或日落时，太阳光通过大气层的衍射会产生美丽的红色光晕。
另外，蜂窝状的蓝天也是由于光的衍射效应而产生的。
衍射对于光学仪器和技术的应用有着重要的意义。
例如，显微镜和望远镜的分辨率取决于光的衍射极限。
此外，光的衍射也被广泛应用于激光、光纤通信以及干涉仪器等领域。
二、光的偏振偏振是指光波在传播过程中振动方向的限制。
普通光是由各种振动方向的光波构成的，而偏振光则是在一个特定的方向上振动的光波。
光的偏振可以通过偏振片来实现。
偏振片是一种具有长链分子结构的材料，可以选择性地吸收振动方向垂直于其自身的光波。
当普通光通过偏振片时，只有与偏振片的方向相同的光波能够透过，其他方向的光则被吸收。
偏振光在许多领域中具有广泛的应用。
例如，在光学显微镜中，使用偏振光可以改善对物体细节的观察效果。
此外，偏振光还可以用于液晶显示器、摄像机镜头、太阳镜等产品中。
三、光的衍射和偏振的联系尽管衍射和偏振是两种不同的光现象，但它们之间存在联系。
当光波通过具有洛伦兹因子的介质时，光的振动方向会发生变化，从而影响光的传播与衍射。
光的偏振状态可以影响衍射现象的特性。
特定偏振方向的光波在通过狭缝或物体边缘时可能经历更大的衍射效应，而与之垂直的方向则可能受到抑制。
因此，通过调整光的偏振状态可以控制衍射的效果，提高衍射图样的分辨率和对比度。
四、光的衍射和偏振的应用光的衍射和偏振在许多实际应用中具有重要作用。
以下是一些示例：1. 衍射光栅：光的衍射栅是一种具有周期性结构的光学元件，可以将入射光波分解成多个方向上的光束。
2、光的干涉、衍射与偏振
图1 光的波动性一、光的干涉1.干涉区域内产生的亮、暗纹：⑴亮纹：屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍，即δ= nλ（n=0，1，2，……）⑵暗纹：屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍，即δ=（2n – 1）λ/2（n=0，1，2，……）2.相邻亮纹（暗纹）间的距离Δx= l λ / d 。
用此公式可以测定单色光的波长。
用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。
练习1、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差0．6μm ，若分别用频率为f 1=5.01014Hz 和f 2= 7．51014Hz 的单色光垂直照射双缝，则 P 点出现明、暗条纹的情况是（）A ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现明条纹B ．单色光f 1和f 2分别照射时，均出现暗条纹c ．单色光f 1照射时出现明条纹，单色光f 2照射时出现略条纹D ．单色光f 1照射时出现暗条纹，单色光f 2照射时出现明条纹2、在双缝干涉实验中以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ ）A ．只有红色和绿色的双缝于涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在C 、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮D ．屏上无任何光亮3、 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx 。
下列说法中正确的有A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 将增大D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大4、如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法中正确的是（ ）A ． 人从右侧向左看，可看到彩色条纹．B ．人从左侧向右看，可看到彩色条纹C ．彩色条纹平行排列D ．彩色条纹竖直排列5、如图1是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下涉陈述中正确的是（ ）A ．干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加B ．干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成C ．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小D ．薄膜上干涉条纹基本上是竖立的6、用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图（a ）是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图（b ）是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈.将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是 （ ）A ．当金属线圈旋转30°时,干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属线圈旋转45°时,干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属线圈旋转60°时,干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持不变7、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图（1）所示.将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜.当光垂直入射后，从上往下看到干涉条纹如图（2）所示.干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；（2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定.现若在图（1）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下看到的干涉条纹A.变疏B.变密C.不变D.消失8、市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆，商店等处，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。
理解光学中的衍射和偏振
理解光学中的衍射和偏振光学是研究光的传播和相互作用的学科，其中的衍射和偏振是光学中的重要概念。
本文将详细介绍衍射和偏振的基本原理和应用。
一、衍射衍射是光线通过一个较小的开口或者遇到不同介质边界时发生的现象。
光线在通过障碍物后会发生弯曲和扩散，形成一系列的明暗相间的条纹，这就是衍射现象。
1. 衍射的原理衍射的原理可以用光的波动性来解释。
当光通过一个孔径较小的物体或者遇到边界时，光波会遇到物体中的不同部分，产生相干的干涉现象。
通过干涉产生的光波相互叠加，形成明暗相间的干涉条纹。
2. 衍射的分类衍射可以根据光的波长、边界形状和物体大小进行分类。
常见的衍射现象包括菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射和菲拉戈衍射等。
3. 衍射的应用衍射在光学中有着广泛的应用。
例如，衍射可以用于光学仪器的检测和测量，如显微镜和望远镜。
此外，衍射还用于激光的成像和光谱分析等领域，对于研究物质的结构和性质具有重要意义。
二、偏振偏振是指光波中的电矢量偏向的方向。
在光的传播中，光波中的电矢量可以朝不同的方向振动，可以将光波分为具有不同振动方向的偏振光。
1. 偏振的原理光的偏振现象可以用光的波动理论解释。
当光通过偏振器时，只有与偏振器振动方向相同的光能通过，其余光会被吸收或者反射。
通过这种方式，可以将非偏振光转化为偏振光。
2. 偏振的分类偏振可以根据光波振动方向的不同进行分类。
常见的偏振光包括线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光等。
3. 偏振的应用偏振在光学中有着广泛的应用。
例如，偏振可以用于光学仪器的设计，如偏振镜和偏振片。
此外，偏振还用于光学传输和显示技术中，对于提高图像质量和显示效果具有重要作用。
三、衍射与偏振的联系衍射和偏振在光学中有着密切的联系。
例如，当偏振光通过一个小孔或者遇到边界时，会发生衍射现象，并改变原本的偏振状态。
同时，衍射的干涉现象也会引起光波的偏振变化。
在大多数情况下，衍射和偏振相互交织，共同影响着光的传播和相互作用过程。
深入理解衍射和偏振的原理和特性，对于光学研究和应用具有重要意义。
光的衍射与偏振
圆板衍射与圆孔衍射的比较：
种类 异同点
圆板衍射
圆孔衍射
中心亮斑
较小
较大
不同点
亮暗环间距
随半径增大 而减小
随半径增大而 增大
Hale Waihona Puke 背景明亮黑暗相同点 均为明暗相间圆环，中心均有亮斑
二、光的偏振
绳波是横波
当狭缝的方向与绳的振动方向相同时，绳上的横波可以传过去。 当狭缝的方向与绳的振动方向垂直时，绳上的横波就不可以通过。
电场E的方向就是光振动的方向。
自然光
太阳、白炽灯等普通光源发出的光，包含着在垂直 于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个 方向振动的光波的强度都相同．这种光叫做自然光 。
光振动沿各个方向均匀分布 的光就是自然光。
线偏振光
定义：光振动方向始终沿某一方向振动， 这样的光称为线偏振光。
光振动方向和传播方向组成的平面称为振动面。
这种现象叫做偏振。
偏振片
偏振片:由特定的材料制成，它上面有一个特殊 的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向 平行的光波才能通过偏振片。
偏振片对光波的作用就像上图中的狭缝对于机 械波的作用一样。
理论上可以证明电磁波是横波。电磁波在自由空间传播的 过程中，变化电场E和变化磁场B的方向都与传播方向垂 直。
(4)用白光做单缝衍射时，中央亮条纹是白色的，两 边是彩色条纹，中央亮条纹仍然最宽最亮。
例：可见光在空气中波长范围是4.4×10－4 mm到7.7×10
－4 mm，下面关于光衍射条件的说法正确的是( B )
A.卡尺两脚间的狭缝的宽度小到万分之几毫米以下时， 才能观察到明显的衍射现象 B.卡尺两脚间的狭缝的宽度小到0.4 mm以下时，通过它 观察到线状白炽灯丝，有明显的衍射现象 C.卡尺两脚间的狭缝的宽度小到0.2 mm以下时，通过它 观察各种光源，都能看到明显的衍射现象 D.光的衍射条件“跟光的波长可以相比”是非常严格的， 即只有孔或障碍物的尺寸跟波长差不多时才能观察到光 的衍射
大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振(二)2024
大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振（二）引言概述:大学物理光学是研究光的基本性质和现象的学科，其中包括了干涉、衍射和偏振等重要的知识点。
在本文中，我们将对大学物理光学中的干涉、衍射和偏振知识进行总结，帮助读者更好地理解和掌握这些重要的光学概念。
正文内容:一、干涉1. 连续光波干涉的基本原理2. 杨氏双缝实验的干涉原理3. 干涉截带和干涉条纹的特性4. 干涉现象的应用——薄膜干涉5. 干涉横纹和纵纹的解释二、衍射1. 菲涅尔衍射和菲涅尔衍射积分公式2. 衍射与光波的波阵面3. 点光源和光屏上的衍射图样4. 衍射条纹的特性和衍射极限5. 衍射现象的应用——衍射光栅三、偏振1. 偏振光的概念和分类2. 偏振光的振动方式3. 偏振光的传播规律——马吕斯定律和布儒斯特定律4. 偏振器的原理和种类5. 偏振现象的应用——偏振光在光学仪器中的应用四、干涉衍射的综合应用1. 单缝衍射和双缝干涉的关系2. 由单缝衍射引出的光学仪器——楞次圆板3. 多缝衍射和光栅的关系4. 干涉衍射在人类视觉中的应用5. 干涉衍射在激光技术中的应用五、物理光学的未来发展与应用前景1. 光学计算与光学信息处理2. 纳米材料与纳米光学技术3. 超材料与超透镜技术4. 光学成像与三维显示技术5. 生物医学光学与光谱学总结:本文总结了大学物理光学中的干涉、衍射和偏振等知识点。
我们通过对干涉的原理、衍射的特性和偏振的应用等内容的详细讲解，帮助读者更好地理解和掌握这些知识。
同时，我们还介绍了干涉衍射的综合应用以及物理光学未来的发展与应用前景。
希望本文能对读者进一步学习和研究光学提供一定的帮助。
光的衍射与光的偏振
光的衍射与光的偏振光的衍射与光的偏振是光学中非常重要的两个现象，它们在物质的传播和性质方面具有重要的作用。
下面将结合相关理论和实验，详细阐述光的衍射与光的偏振的原理和应用。
一、光的衍射光的衍射是指当光通过障碍物或经过光学器件时，光的传播方向发生改变并呈现出干涉和衍射现象。
根据菲涅尔衍射原理，光在通过边缘或孔径时会产生波动干涉和衍射的效应。
这种效应使得光的传播范围扩大，波前变得波动起伏，并在屏幕上形成明暗交替的衍射图样。
光的衍射现象在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。
例如，衍射光栅是一种常见的光学元件，它利用光的衍射特性可以实现波长的分析和光学信息的编码；同时，光盘也是利用衍射原理来存储和读取信息的重要设备。
此外，光的衍射还被应用于显微镜、天文学观测等领域，发挥着重要的作用。
二、光的偏振光的偏振是指光波中电场矢量在传播过程中只沿特定方向振动的现象。
根据电磁理论，光波是由电场和磁场构成的，而光的偏振是指电场矢量在垂直于光传播方向的平面内振动的特性。
根据光的偏振方向的不同，光可以分为线偏振光、圆偏振光和非偏振光等。
光的偏振现象在许多领域中都具有重要的应用。
例如，在光学通信中，利用偏振光可以提高信号传输的可靠性和速率；在液晶显示器中，光的偏振性质可以使得液晶材料显示出彩色图像；在化学分析和生物学研究中，偏振光可以用于分析样品的化学成分和结构等方面。
三、光的衍射与偏振的关系光的衍射与偏振之间存在着一定的联系。
当偏振光通过狭缝或衍射光栅时，光的衍射现象会进一步改变光的偏振状态。
根据不同的衍射条件和偏振方向，光的偏振可能发生旋转、消光或偏振方向的改变等现象。
这种变化可以通过偏振片和相应的光学元件进行观察和分析。
通过研究光的衍射与偏振的关系，我们可以深入了解光的传播和相互作用的规律。
这对于光学仪器的设计、光学信号的处理以及新型光学器件的研发具有重要的指导意义。
同时，这也为我们探索光的本质和光的性质提供了新的视角。
光学(光的干涉、光的衍射、光的偏振)
物理（下）作业专业班级：姓名：学号：第十五章光波的干涉（1）一、选择题1、在双缝干涉实验中，若初级单色光源S 到两缝的距离相等，则观察屏上中央明条纹位于图中O 处。
现将光源S 向下移动到图中的S 处，则（A ）、中央明条纹也向下移动，且条纹间距不变；（B ）、中央明条纹向上移动，且条纹间距不变；（C ）、中央明条纹向下移动，且条纹间距增大；（D ）、中央明条纹向上移动，且条纹间距增大。
[]2、在杨氏双缝干涉实验中，若减小缝的宽度，增大入射光的波长，将使干涉条纹的间距（A ）、变小；（B ）、变大；（C ）、不变；（D ）、不一定。
[]3、在双缝干涉实验中，入射光的波长为 ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 ，则屏上原来的明纹处变为（A ）、暗条纹；（B ）、既不是明条纹，也不是暗条纹；（C ）、仍为明条纹；（D ）、无法确定。
[]4、（2016青岛大学考研题）以波长为650nm 的红光做杨氏双缝干涉实验，己知两狭缝相距10-4m ，从屏幕上测量到相邻两条纹的间距为1cm ，则狭缝到屏幕之间的距离为:(A)2m (B)1.5m (C)1.8m (D)3.2m[]二、填空题1、在双缝干涉实验中，光的波长为600nm （1nm=10-9m ），双缝间距为2mm ，双缝与屏的间距为300cm ，在屏上形成干涉图样的明条纹间距为。
2、在真空中波长为 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 两点相差为 3，则此路径AB 的光程为。
3、（2000东南大学考研题）用一单色平行平面光照射两个相距0.10厘米的狭缝，在狭缝后60.0厘米远的屏幕上出现亮纹的间距为0.048厘米，则照亮该狭缝的单色光波波长是埃。
三、计算题1、（2001东南大学考研题）在杨氏双缝干涉实验中，用波长为632.8nm 的光，若两缝间距为0.8mm ，问距双缝6m 处的屏上干涉条纹的间隔为多少？SS2、若双狭缝的距离为3.0mm 。
光的衍射和偏振
光的衍射和偏振光的衍射和偏振是光学中重要的现象，它们在我们的日常生活中随处可见。
本文将探讨光的衍射和偏振的原理、应用和相关实验。
一、光的衍射光的衍射指的是当光通过一些细缝或障碍物时，光波会弯曲并产生交叠干涉的现象。
这种现象可以用惠更斯-菲涅尔原理来解释，即光的每个点都可以看作是一个次波源，次波源之间交相干涉最终形成干涉图样。
光的衍射广泛应用于光栅、光波导和干涉仪等领域。
其中，光栅是一种具有规则周期结构的光学元件，通过光的衍射现象可以分析光的成分。
光波导是指一种通过光的全内反射来传输光的结构，衍射效应对光波导的性能有着重要影响。
干涉仪则是一种利用光的干涉现象来测量光学性质的仪器，其中的分束器和合束器就利用了光的衍射效应。
二、光的偏振光的偏振指的是光传播时振动方向只在一个方向上的现象，其他方向上的振动被消除。
光的偏振是由于光波中电磁场分量在某一振动方向上的相对振幅较大，而在其他方向上的相对振幅较小所导致的。
光的偏振可以通过偏振器来实现。
偏振器可以是一片具有特殊结构或材料的滤光片，如波片和偏振镜等。
通过合理地设计偏振器，可以使得只有特定方向上的光通过，从而实现光的偏振效果。
光的偏振在日常生活中有着广泛应用，例如偏光太阳镜可以过滤掉直射阳光中的偏振光，减少眩光的干扰；液晶显示屏则利用了光的偏振效应，通过控制液晶分子的排列方向来调节光的透射，实现不同颜色和亮度的显示效果。
三、光的衍射和偏振的实验为了验证光的衍射和偏振现象，我们可以进行一些简单的实验。
下面将介绍两个常见的实验。
1. 光的衍射实验材料：激光器、细缝、屏幕步骤：1) 将激光器对准屏幕，并调整适当的距离，使激光光斑在屏幕上清晰可见。
2) 在激光器和屏幕之间插入一个细缝，细缝的宽度可根据需要调节。
3) 观察屏幕上的光斑，可以看到光经过细缝后发生衍射，并在屏幕上形成明暗相间的条纹。
2. 光的偏振实验材料：偏振片、水、透明容器步骤：1) 准备一个透明容器，并加入适量的水。
大学物理光学实验报告(二)
大学物理光学实验报告（二）引言概述：本文是关于大学物理光学实验报告（二）的文档。
光学实验是大学物理课程中非常重要的一部分，通过实验可以帮助学生巩固理论知识，并深入了解光学原理和现象。
本次实验主要包括室内实验和室外实验两个部分，分别探究了光的干涉、衍射以及偏振现象。
本文将从以下五个大点进行阐述。
一、双缝干涉实验在本部分中，我们首先会介绍双缝干涉实验的原理和装置。
随后，我们会详细描述实验的步骤和操作，包括测量光源到狭缝及狭缝到屏幕的距离、测量干涉条纹的间距以及改变光波长和狭缝间距对干涉条纹的影响等。
最后，我们会分析实验结果并得出结论。
二、杨氏双缝干涉实验在本部分中，我们将介绍杨氏双缝干涉实验的原理和装置。
然后，我们会描述实验过程，包括测量干涉条纹的间距、改变狭缝间距对干涉条纹的影响以及在不同光波长下观察干涉现象。
最后，我们会对实验结果进行分析和总结。
三、单缝衍射实验本部分将介绍单缝衍射实验的原理和装置。
我们会详细描述实验过程，包括测量衍射角度和衍射条纹的宽度、改变狭缝宽度对衍射现象的影响以及观察在不同波长下的衍射现象。
最后，我们会根据实验结果进行分析，并给出结论。
四、偏振实验在本部分中，我们将介绍偏振实验的原理和装置。
我们会描述实验的步骤和操作，包括观察线偏振光的特性、调节偏振片的角度以及观察偏振片对光波的影响等。
我们还会进行实验结果的分析，并得出结论。
五、室外实验在本部分中，我们将介绍室外实验的内容。
我们会详细描述实验的步骤和操作，包括观察大气衍射现象、测量太阳高度角以及利用反射现象观测物体的实际高度等。
最后，我们会对实验结果进行分析，并给出相应结论。
总结：通过本次大学物理光学实验，我们深入了解了光的干涉、衍射以及偏振现象。
我们通过双缝干涉实验、杨氏双缝干涉实验、单缝衍射实验和偏振实验探究了这些现象的原理和特性，并通过室外实验观察了大气衍射现象和反射现象等。
通过实验的操作和数据分析，我们对光学原理有了更深刻的理解，并得出了相关结论。
《光的衍射和偏振》 教学设计
《光的衍射和偏振》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解光的衍射现象，知道光发生明显衍射的条件。
（2）学生能够理解光的偏振现象，知道偏振光和自然光的区别。
（3）学生能够通过实验观察光的衍射和偏振现象，提高实验操作能力和观察能力。
2、过程与方法目标（1）通过对光的衍射和偏振现象的观察和分析，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。
（2）通过对光的衍射和偏振现象的理论解释，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对光的衍射和偏振现象的研究，激发学生对物理学的兴趣，培养学生的科学态度和科学精神。
（2）通过了解光的偏振在现代科技中的应用，让学生体会物理学与生活、社会的紧密联系，培养学生的社会责任感。
二、教学重难点1、教学重点（1）光的衍射现象和光发生明显衍射的条件。
（2）光的偏振现象和偏振光的产生方法。
2、教学难点（1）对光的衍射现象的微观解释。
（2）对光的偏振现象的理解和应用。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法四、教学过程1、导入新课通过展示一些生活中常见的光的衍射和偏振现象的图片或视频，如泊松亮斑、光通过狭缝的衍射、偏振太阳镜等，引起学生的兴趣，提出问题：这些现象是如何产生的？从而导入新课。
2、新课讲授（1）光的衍射①介绍光的衍射现象：光在传播过程中遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播的现象。
②实验演示：利用激光通过单缝和圆孔进行衍射实验，让学生观察衍射条纹的特点。
③讲解光发生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸与光的波长相近或比光的波长小时，才能观察到明显的衍射现象。
④理论解释：运用惠更斯菲涅耳原理，解释光的衍射现象。
⑤应用举例：介绍光的衍射在光学仪器分辨率、X 射线衍射等方面的应用。
（2）光的偏振①介绍偏振现象：自然光通过偏振片后，变成只在某一方向上振动的光，这种光称为偏振光。
②实验演示：让自然光通过两个偏振片，旋转其中一个偏振片，观察透过光的强度变化。
光学知识点光的衍射与偏振
光学知识点光的衍射与偏振光学知识点：光的衍射与偏振在光学的奇妙世界里，光的衍射与偏振是两个非常重要的概念。
它们不仅揭示了光的波动性本质，还在许多领域有着广泛的应用。
让我们先来聊聊光的衍射。
当光遇到障碍物或者通过狭缝时，它不再沿着直线传播，而是会偏离原来的方向，在屏幕上形成明暗相间的条纹，这就是光的衍射现象。
想象一下，你拿着一把手电筒，照向一个有着狭窄缝隙的挡板。
正常情况下，我们可能会认为光会直直地穿过缝隙，在后面形成一个明亮的光斑。
但实际上，当缝隙足够窄时，光会扩散开来，在挡板后面的屏幕上形成一系列明暗相间的条纹。
这就好像光“绕开”了障碍物，偷偷地跑到了原本不该出现的地方。
为什么会发生这种现象呢？这得从光的波动性说起。
我们知道，光是一种电磁波，它具有波的特性。
当光通过狭缝时，狭缝处的波前可以看作是无数个点光源，这些点光源发出的光波会相互叠加。
在某些地方，光波相互加强，形成亮条纹；在另一些地方，光波相互削弱，形成暗条纹。
光的衍射现象在日常生活中也并不罕见。
比如，当我们在阳光下观察树叶的阴影时，会发现阴影的边缘并不是清晰的直线，而是有一些模糊的明暗过渡，这就是光的衍射导致的。
还有，当我们用放大镜观察细微的物体时，也会看到由于衍射而产生的模糊边缘。
接下来，再说说光的偏振。
光的偏振是指光的振动方向具有一定的规律性。
普通的自然光，其振动方向是随机的，向各个方向均匀分布。
但是，通过一些特殊的方法，可以使光的振动方向变得单一，这就是偏振光。
偏振光的产生有多种方式。
比如，通过反射可以得到偏振光。
当自然光以一定的角度照射到非金属表面时，反射光会成为部分偏振光。
如果再通过一个偏振片，就可以得到完全偏振光。
偏振片就像是一个“光的筛子”，只允许特定方向振动的光通过。
偏振光在很多领域都有重要的应用。
在摄影中，使用偏振滤镜可以减少水面或玻璃表面的反光，让我们能够更清晰地拍摄水下的物体或者透过窗户拍摄外面的景色。
在 3D 电影中，也利用了偏振光的原理。
光的衍射与光的偏振
光的衍射与光的偏振光是一种波动现象，具有波粒二象性。
在光的传播过程中，发生了许多令人着迷的现象，其中包括光的衍射和光的偏振。
本文将详细介绍光的衍射与光的偏振的原理和特点。
一、光的衍射光的衍射是光波传播过程中的一种特殊现象。
当光通过一个孔眼或者物体的边缘时，会发生光线的弯曲和扩散。
这种现象被称为光的衍射。
光的衍射可以用赫歇尔原理进行解释。
根据赫歇尔原理，光波在通过孔径大小和波长相当的孔眼时，会发生衍射现象。
光波通过孔径时，会沿着圆屏的边缘发生扩散，使得光线在屏上形成一系列的亮暗条纹。
这些亮暗条纹被称为衍射图样，代表着光波的某些特性。
光的衍射可以分为单缝衍射、双缝衍射和多缝衍射等。
其中，双缝衍射是最典型的案例。
在双缝衍射实验中，光通过两个缝隙时，会在屏幕上产生一系列明暗的交替条纹，这种现象被称为干涉。
干涉现象证明了光是波动的，而不是粒子。
二、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向。
光波可以沿着不同的方向振动，从而产生不同的偏振状态。
通常情况下，自然光是无偏振的，其中包含了各个方向的振动分量。
然而，通过适当的装置可以将自然光转化为偏振光。
常见的偏振装置包括偏振片和偏振器。
偏振片是由具有定向分子结构的材料制成的，只允许振动方向与其定向结构一致的光通过。
当自然光通过偏振片时，只有与偏振片定向一致的光波能够通过，而其他方向的光波则被吸收或者阻挡，从而实现对光的偏振。
偏振光具有许多特殊的性质。
例如，偏振光在通过一些介质时，会发生偏振方向的旋转，这种现象被称为旋光现象。
此外，在光的交叠叠加中，不同偏振方向的光波会发生干涉现象，产生出对应的干涉图样。
三、光的衍射与光的偏振的应用光的衍射和光的偏振在许多领域都有广泛的应用。
在光学领域，光的衍射被应用于衍射光栅、衍射仪等设备中。
光栅是一种具有规则孔径排列的衍射元件，能够将光线分解为不同的波长，从而实现光谱的测量和分析。
此外，光的衍射也被应用于激光技术中，通过调整光源的波长和孔径的大小，可以实现光的聚焦和激光束的控制。
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0
2
b
线宽度 x0
2
b
f
明条纹宽度 x f
b
斜入射：
A
a
0, 中央明纹
D
a(sin
sin )
2k
2
,
k
1,2,暗纹
B
C
（2k
1）
2
,
k 1,2,明纹
,在法线上方取正，在法 线下方取负。
条纹位置：
ftg , 中央明纹
x
ftg
2k
f
2
,
k
1,2,暗纹
（2k
1）f
2
,
k
1,2,明纹
k 1,2（1） 2 又因为 sin x （2）
f
x
x o f
由式（1），式（2）得，
(x) 处波长为 2bx
f (2k 1)
在可见光范围内，满足上式的光波：
k 1, 1 1000nm
(x 1.5mm, f 50cm) x
k 2, 2 600nm (符合)
k 3, 3 420nm (符合)
3．光学仪器的分辩率
最小分辨角min
1,22
D
分辨率
R 1 D
min 1.22
4、x射线衍射－－布拉格衍射公式
2d sin k k 1、2
――掠射角；d――晶格常数
第二部分：光的偏阵 1、偏振态
自然光、偏振光、部分偏振光
2、马吕斯定律 I I0 cos 2
自然光通过偏振片后，强度为
1 2
x o
k 4, 4 333nm
f
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 k 2,时 为 2k 1 5
k 3,时 为 2k 1 7
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.
k 4,8,12缺级 中央明纹中有7个主极大
讨论下列光线的反射和折射.
i0
i0
i0
i
i
i
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？ 解（1）由单缝衍射明 纹条件得b sin (2k 1)
x o
f
（1）由 (a b)sin k得明纹
中心位置 因为sin xk
f
xk a b fk
条纹间距
x xk1 xk
ab
f
24 103 m
（2）欲求在单缝中央
x
明纹范围内有多少条明 纹，需知缺级条件
x o
f
因为 k a b k' 5k' ，即出现缺级现象 a
所以，在单缝中央明级范围内可以看到9 条明纹(-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4)x
光的衍射 光的偏振复习课
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
4．理解线偏振光获得和检验的方法，马吕 斯定律
二、基本内容
第一步分 光的衍射
1．单缝夫琅禾费衍射
（1）半波带法的基本原理
a、垂直入射
（1）最大级数
d sin k
最高级次 ，k
2
(2) 谱线缺级：
d
非整整数数，k，mkamx ax
k
1 [k]
缺级条件：a sin
(a b)
k
sin
'
,k
k
0,1,2
当实k 际 a亮 b纹k数' 目d k:'
a
a
(nk
'2k1,ma2x, 1) 缺缺级级数目
b、斜入射
位置不变！为什么？
2．双缝干涉实验中，缝距a b 0.4mm ，
缝宽a 0.08mm，即双缝（N=2）的衍射，
透镜焦距f=2.0m，求当 480nm 光垂直
入射时，
（1）条纹的间距
（2）单缝中央亮纹范围内的
明纹数目（为什么要讨论这一
问题？）
x
解：分析
双缝干涉却又受 到每一缝（单缝） 衍射的制约，成为 一个双缝衍射， (图示衍射图样)
a、各主极大的位置
（1）角位置：(a b)sink k
当 角很小时
k
~
s in k
k
ab
（2）线位置 xk
ftg k
f
sink
kf
ab
b、相邻主极大的间距
（1）角间距 （2）线间距
k
k1
k
ab
f
xk xk1 xk a b
（5）斜入射时的光栅方程
d(sin sin ) k
（6）屏上最多可以看到的主极大的条数
（1）可观测到的最大级数
上 (a b)(sin 1) k1
k1
d (s in
1)
整数，k1max 非整数，k1max
k1 1， [k1]
下 (a b) (sin 1) k2
k2
d (s in
1)
非 整整 数数 ，k，2km2amx ax
k2 1， [k2]
（2）共可观测到 k1max k2max 1 缺级数目
I
0
3、布儒斯特定律：
i0
0
2
tgi0
n2 n1
三、讨论
1．由下列光强分布曲线，回答下列问题
各图的 a b等于多少？有 哪些缺级? a
I
I0
ab
2
a
o
sin k 2,4,6 ……缺级
图（a）
中央明纹中有3个主极大
各图的 a b等于多少？有哪些缺级?
a
I I0
o
sin
图（b）
N 4 b b 4 b
（2）明暗条纹的条件
b sin k
b sin (2k 1) b sin
2
k 1,2暗纹中心 k 1,2明纹中心 中央明纹
（3）明暗纹中心的位置
0 (中央明纹)
x
k
a
(2k
f
1)
(暗纹中心)
f (明纹中心)
2a
( k 1,2,3)
（4） 条纹宽度
中央明条宽度：角宽度
2．衍射光栅
（1）光栅衍射是单缝衍射和各缝干涉的总
效果 （2）光栅方程
d ab 1 N
(a b)sin k k 0,1,2,
（3）缺级条件，当
(a b)sin k k 0,1,2,
a sin k k' 1,2,
同时成立时，衍射光第 k 级缺
级且 k a b k'
（4）各主极大的位置
x光垂直入射光 栅，已知第二级，第三级明纹 分别位于sin 2 0.2与sin 3 0.3 处，且第4级缺级，求
（1）光栅常数（ a b）和缝宽a
（2）在屏上实际显示的全部级数为多少？
（3）若以 i 30角倾斜入射光栅，在屏上
显示的全部级数为多少
解（1）由光栅方程，有
(a b)sin k
已知 (a b)sin2 2
(a b)sin3 3
得 a b 6104m
又因第4级缺级，则由k
a b k，
得