大学物理波动光学复习(老师课件)

i
2
n1 M1 n2
M2
n1
iD
3
i
A
C
r
B
e
2e
n22
n12
sin2
i
2
2k （ 2k
2
1）
2
k 1,2,干涉加强 k 0，1,2,干涉减弱
5
光的干涉
6. 劈尖干涉
反射光1
反射光2
n
θ
en n
(设n > n )
反射光1与 2 的光程差：
2ne
2
k
(2k 1)
2
明条纹 暗条纹
x 波长越长，条纹宽度越宽 衍射
2) 缝宽变化对条纹宽度的影响
效应
x/a缝宽越小，条纹宽度越宽 显著
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光的衍射
（3）6）单单缝缝上上下下移移动动小小距距离离，，衍射图样不变 。 衍射图样
R
怎么变？
o f
（根据透镜成像原理）
4）入射光非垂直入射时光程差的计算
A
a
D
B
C
Δ DB BC a(sin sin )
自然光的表示法:
•••
线偏振光的表示法:
振动方向在屏幕内的线偏振光
部分偏振光的表示法:
振动方向垂直屏幕的线偏振光
在屏幕内振动较强的部分偏振光 垂直屏幕的振动较强的部分偏振光
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2. 起偏与检偏
A
15. 马吕斯定律 I0
光的偏振
A：自然光，B：亮度不变；
B
A：线偏振光，B：最亮 最暗；
（中央明纹向下移动）
D A
a
C
B
Δ BC DA a(sin sin )
（中央明纹向上移动）
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光的衍射
2. 圆孔的夫琅禾费衍射
衍射屏 L
d
中央亮斑 (艾里斑)
孔径为D
f
经圆孔衍射后,一个点光源对应一个艾里斑
光学仪器的分辨本领:
R D
1.22
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3. 衍射光栅
光的衍射
(1) 光栅常数 d ab
2
暗纹条件 a sin 2k , k 1,2,3
2
如：1级暗纹，则相应的是缝分为两个半波带 a sin (2k 1) 此时缝分为奇数个“半波带”, Q为明纹.
2
明纹条件 a sin (2k 1) , k 1,2,3
2
如：1级明纹，则相应的是缝分为三个半波带 12
光的衍射
第一暗纹距中心O的距离为：
P r1
x 盖住上缝时：中央明纹上移
r2
盖住下缝时：中央明纹下移
D
(3) 上下移动光源时，观察条纹的移动
ll11
rr11
PP
xx 上移光源时: 中央明纹下移
ll22
rr22 DD
下移光源时: 中央明纹上移
4
5. 薄膜干涉
光的干涉
P L
S
光线 2 与光线 3 的光程差：
1
2
2e
n22
n12
sin2
(2) 光栅方程
d sin k k 0,1,2,
主极大 d(siis nin ) k
垂直入射 斜入射
(3) 缺级条件
Байду номын сангаас
k a b k', k' 1,2,3 a
如 d 3 则 3,6,9缺级
a
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光的衍射
(4) 可见谱线的条数(最高级次）
垂直入射：得谱线的最大级次为
kma x dsin90d
斜入射：得谱线的最大级次为
kma x dsini1
kmi n dsini1
能观察到的衍射级次： 由衍射角为 ，及缺级条件来决定 2
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光的衍射
(5) 复色光照射时重级条件
当 d sin k11 k22 时重级
4.4-19,21,24
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光的偏振
1. 光的偏振（五种偏振态）
x k D
D
（明条纹）
干涉明暗条纹位置
d
k 0,1,2,
x (k 1 ) D （暗条纹）
相邻
明
、
暗
条纹
中
心
间距
2
：x
dD
d
4. 劳埃德镜
M
S1 • S2 •
接触处, 屏上O 点出现暗条纹
O N
半波损失
3
光的干涉
杨氏双缝干涉的讨论
(1) 影响条纹宽度的因素： x D
d
(2) 在缝后加一薄玻璃片，观察条纹的移动
A：部分偏振光，B：亮度变化， 但不全暗.
P1
I1
P2
I2
I2 I1 cos2
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光的偏振
3. 布儒斯特定律
S
tan
iB
n2 n1
iB iB
iB+ rB = /2
rB
iB称为布儒斯特角.
R
n1 n2
R'
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大学物理波动光学复习 (老师课件)
光的干涉
(1)频率相同
1.相干条件 (2)相位差恒定
(3)光矢量振动方向平行
2. 光程
（1）定义： L nr
（2）相位差和光程差的关系：
2
L
（3）半波损失：从光疏到光密，垂直入射或掠
射，反射光附加光程/2 .
（4）透镜不产生附加光程差
2
光的干涉
3. 杨氏双缝干涉 光程差：L d sin d x
光的衍射
1. 单缝夫琅禾费衍射
L2
P
L1
B
S
*
O
f
A
f
B
a
AC
· PQ x
O
f
P
A, B Q 的光程差 AC a sin ( a 为缝 AB的宽度 )
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光的衍射
衍射暗纹、明纹条件
a sin 0 —— 中央明纹 a sin 2k 此时缝分为偶数个“半波带”, Q为暗纹.
玻璃
2n2e
(2k
1)
2
n1 = 1
n2=2.34
加强
e ZnS
n3 =1.50
玻璃
2n2e
2
2k
emin 4n2
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光的干涉
10. 迈克尔孙干涉仪
M2移动或光路中插入介质光程差改变 条纹移动m个间距 =m
M2 (movable) M 1 2 G1 G2 M1
S 1
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2 1 E
10
x1 1 f
sin 1 f
a
f
中央明纹： 角宽度
0
21
2 sin
1
2
a
线宽度
l0
2
f
tan 1
2
f1
2f
a
相邻两级暗纹(明纹)的距离：
x k 1 f
k
f
(k
1)
a
k
a
f
f
a
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光的衍射
衍其射中他图央明样明纹的纹(动次态极线研大宽)究度xx0fa 2f1 2ax0
1) 波长对条纹宽度的影响
L 明纹 暗纹
e
ek
ek+1
ek+1
8
光的干涉
7. 牛顿环 2d
2
2
r2
2R 2
C• R
rk
(2k 1) R
2
k 1,2,3,明纹
rk kR
k 0,1,2,暗纹
8. 增透膜
9. 增反膜
B A
rd
O
rk2m rk2 mR
n1 = 1
n2= 1.38
减弱
e MgF2
n3 =1.50
(1) 同一厚度d 对应同一级条纹—— 等厚条纹. 条纹平行于棱.
(2) 空气劈尖顶点（劈棱）处是一暗纹.
(3) 任何两相邻的明(暗)条纹间距：
L 2n
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（4） 条纹的变化 •上膜上移,条纹?
L 2n
L 明纹 暗纹
条纹移动方向，间距不变
e
ek ek+1
ek+1
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•楔角改变,条纹?
L 2n
条纹间距变小 变大 变密 变小 变疏