大学物理波动光学复习(老师课件)
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大学物理波动光学一PPT课件
超快光谱技术
介绍超快光谱技术的原理、方法及应 用，如泵浦-探测技术、时间分辨光谱 技术等。
超短脉冲激光技术
详细介绍超短脉冲激光技术的原理、 实现方法及应用领域，如飞秒激光技 术、阿秒激光技术等。
未来光学技术挑战和机遇
光学技术的挑战
阐述当前光学技术面临 的挑战，如光学器件的 微型化、集成化、高性 能化等。
大学物理波动光学一 PPT课件
目录
• 波动光学基本概念与原理 • 干涉原理及应用 • 衍射原理及应用 • 偏振现象与物质性质研究 • 现代光学技术进展与挑战
01
波动光学基本概念与原理
光波性质及描述方法
光波是一种电磁波，具有波动性 质，可以用振幅、频率、波长等
物理量来描述。
光波在真空中的传播速度最快， 且在不同介质中传播速度不同。
01
02
03
04
摄影
利用偏振滤镜消除反射光和散 射光，提高照片清晰度和色彩
饱和度。
液晶显示
利用液晶分子的旋光性控制偏 振光的透射和反射，实现图像
显示。
光学仪器
如偏振光显微镜、偏振光谱仪 等，利用偏振光的特性进行物
质分析和检测。
其他领域
如生物医学、材料科学、环境 科学等，利用偏振光的特性进
行研究和应用。
01
牛顿环实验装置与步骤
介绍牛顿环实验的基本装置和操作步骤，包括凸透镜、平面镜、光源等
。
02
牛顿环测量光学表面反射相移
阐述如何通过牛顿环实验测量光学表面反射相移的原理和方法。
03
等厚干涉原理及应用
探讨等厚干涉的基本原理，以及其在光学测量和光学器件设计中的应用
。
多光束干涉及其应用
大学物理教程讲义波动光学.PPT
S，窄缝相当于一个线光源。
20
图6.7 双缝干涉示意图
6.2 分波面法干涉
1.光程差的计算
如图6.8所示，设双缝S1与S2之间的距离为d，双缝到 屏的距离为D，在屏上以屏中心为原点，垂直于条纹方向建 立x轴，用以表示干涉点的位置.设屏上坐标为x处的干涉点 P到两缝的距离分别为r1和r2，从S1和S2发出的两列相干光 到达P点的光程差应为δ= n（r2－r1）.
δ=n(r2-r1)
(6-4)
相干光在各处干涉加强或减弱取决于两束光的光程差，
而不是几何路程之差。
14
6.1 光的相干性
3.光程差满足的明暗纹干涉条件
15
6.1 光的相干性
4.透镜的等光程性
我们在观察干涉、衍射现象时，常借助于薄透镜.从透镜成
像的实验中知道，波阵面与透镜的主光轴垂直的平行光，经透
大量原子受外来激励会处于激发状态.处于激发状态的 原子是不稳定的，它要自发地向低能级状态跃迁，并同时向 外辐射电磁波。当这种电磁波的波长在可见光范围内时，即 为可见光。原子的每一次跃迁时间很短。由于一次发光的持 续时间极短，所以每个原子每一次发光只能发出频率一定、 振动方向一定且长度有限的一个波列。如图6.1（a）所示。 图6.1（b）所示
行业PPT模板：/hangye/ PPT素材下载：/sucai/ PPT图表下载：/tubiao/ PPT教程： /powerpoint/ Excel教程：/excel/
大学物理教程
10
6.1 光的相干性
图6.2 分波面法
图6.3 分振幅法
11
6.1 光的相干性
6.1.4 光程 光程差
1.光程
当两束相干光波在同一种 介质中传播时，在相遇点干涉 加强或减弱取决于两相干光波 在该处的相位差Δφ.如图6.4 所示，如果波长为λ的两束相 干单色光，分别在不同的介质 中传播后再在P点相遇。
20
图6.7 双缝干涉示意图
6.2 分波面法干涉
1.光程差的计算
如图6.8所示，设双缝S1与S2之间的距离为d，双缝到 屏的距离为D，在屏上以屏中心为原点，垂直于条纹方向建 立x轴，用以表示干涉点的位置.设屏上坐标为x处的干涉点 P到两缝的距离分别为r1和r2，从S1和S2发出的两列相干光 到达P点的光程差应为δ= n（r2－r1）.
δ=n(r2-r1)
(6-4)
相干光在各处干涉加强或减弱取决于两束光的光程差，
而不是几何路程之差。
14
6.1 光的相干性
3.光程差满足的明暗纹干涉条件
15
6.1 光的相干性
4.透镜的等光程性
我们在观察干涉、衍射现象时，常借助于薄透镜.从透镜成
像的实验中知道，波阵面与透镜的主光轴垂直的平行光，经透
大量原子受外来激励会处于激发状态.处于激发状态的 原子是不稳定的，它要自发地向低能级状态跃迁，并同时向 外辐射电磁波。当这种电磁波的波长在可见光范围内时，即 为可见光。原子的每一次跃迁时间很短。由于一次发光的持 续时间极短，所以每个原子每一次发光只能发出频率一定、 振动方向一定且长度有限的一个波列。如图6.1（a）所示。 图6.1（b）所示
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大学物理教程
10
6.1 光的相干性
图6.2 分波面法
图6.3 分振幅法
11
6.1 光的相干性
6.1.4 光程 光程差
1.光程
当两束相干光波在同一种 介质中传播时，在相遇点干涉 加强或减弱取决于两相干光波 在该处的相位差Δφ.如图6.4 所示，如果波长为λ的两束相 干单色光，分别在不同的介质 中传播后再在P点相遇。
大学物理上-第7章-波动光学PPT课件
n 的介质中后，波长n , 光速为 v ,则有：
C 而n C
v n
v
n
n
结论：同一频率的光在不同介质中波长不相同。
在一条波线上，光在介质中前进L，相位改变为：
2 L 2 nL
n
15
2 L 2 nL
n
结论：同一频率的光在折射率为n的介质中通过L距离
时引起的相位改变和光在真空中通过nL距离时所引起
解：覆盖玻璃前 r2r10
d
覆盖玻璃后
S1
r 2 n 2 d d ( r 1 n 2 d d ) 5
n1 r1
O
(n2n1)d5
S2
n2 r2
d 5 8106m
n2 n1
20
3.透镜近轴光线的等光程性 透镜可以改变光线的传播方向，但是在光路中
放入薄透镜不会引起附加的光程差。
F F
的相位改变相同。
光程：光在介质中传播的波程与介质折射率的乘积。
nL
设光在折射率为n的介质中传播的路程为L，有：Lvt
n C 有： L c t , nLct
v
n
光程意义：光在介质中所通过的路程L就相当于在相同 的时间内光在真空中通过的路程=nL。
16
如果光线穿过多种介质时，其光程为：
n 1 r 1 n 2 r2 n n rn n ni ri i 1
xxk 1xk
D a
条纹特点：条纹明暗相间平行等距。
明 纹
4 3 2 1 0I 1 2 3 4
10
复色光源的干涉条纹 若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。
xk
kD
a
当用白光照射双缝时，由于波长不同，同一级明纹
的位置不同，
大学物理波动光学课件
麦克斯韦电磁理论：19 世纪中叶，英国物理学 家麦克斯韦建立了电磁 理论，揭示了光是一种 电磁波，为波动光学提 供了更加深入的理论根 据。
在这些重要人物和理论 的推动下，波动光学逐 渐发展成为物理学的一 个重要分支，并在现代 光学、光电子学等领域 中发挥了重要作用。
02 光的干涉
干涉的定义与分类
定义 分类 分波前干涉 分振幅干涉
干涉是指两个或多个相干光波在空间某一点叠加产生加强或减 弱的现象。
根据光源的性质，干涉可分为两类，分别是ห้องสมุดไป่ตู้波前干涉和分振 幅干涉。
波前上不同部位发出的子波在空间某点相遇叠加产生的干涉。 如杨氏双缝干涉、洛埃镜、菲涅尔双面镜以及菲涅尔双棱镜等
。
一束光的振幅分成两部分（或以上）在空间某点相遇时产生的 干涉。例如薄膜干涉、等倾干涉、等厚干涉以及迈克耳孙干涉
波动光学与几何光学的比较
几何光学
几何光学是研究光线在介质中传播的光学分支，它主要关注 光线的方向、成像等，基于光的直线传播和反射、折射定律 。
波动光学与几何光学的区分
波动光学更加关注光的波动性质，如光的干涉、衍射等现象 ，而几何光学则更加关注光线传播的几何特性。两者在研究 对象和方法上存在差异，但彼此相互补充，构成了光学的完 整体系。
VS
马吕斯定律
当一束光线通过两个偏振片时，只有当两 个偏振片的透振方向夹角为特定值时，光 线才能通过。这就是马吕斯定律，它描述 了光线通过偏振片时的透射情况。这两个 定律在光学和物理学中都有着广泛的应用 。
THANKS
感谢观看
分类
根据障碍物的大小和光波波长的相对 关系，衍射可分为菲涅尔衍射和夫琅 禾费衍射。
单缝衍射与双缝衍射
单缝衍射
《大学物理波动》PPT课件
01波动基本概念与分类Chapter波动定义及特点波动定义波动特点机械波电磁波物质波030201波动分类与举例波动方程简介一维波动方程三维波动方程波动方程的解02机械波Chapter机械波形成条件与传播方式形成条件振源、介质、振动方向与波传播方向关系传播方式横波（振动方向与波传播方向垂直）与纵波（振动方向与波传播方向平行）波前与波线波前为等相位面，波线为波的传播方向01020304机械波传播过程中，介质质点不断重复着振源的振动形式周期性振源振动的最大位移，反映波的能量大小振幅相邻两个波峰或波谷之间的距离，反映波的空间周期性波长单位时间内波传播的距离，与介质性质有关波速机械波性质与参数描述平面简谐波及其表达式平面简谐波波动方程波动方程的解03电磁波Chapter电磁波产生原理与传播特性电磁波产生原理电磁波传播特性电磁波谱及其应用电磁波谱电磁波应用电磁波在介质中传播规律折射定律反射定律透射定律衰减规律04光学波动现象Chapter干涉现象及其条件分析干涉现象的定义和分类01干涉条件的分析02干涉现象的应用03衍射现象及其规律探讨衍射现象的定义和分类衍射规律的分析衍射现象的应用偏振现象的定义和分类偏振是光波中电场矢量的振动方向相对于传播方向的不对称性。
根据光波中电场矢量的振动方向不同，偏振可分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振等。
要点一要点二偏振规律的分析偏振现象遵循一定的规律，如马吕斯定律、布儒斯特定律等。
这些规律揭示了偏振光在传播过程中的特点和变化规律。
偏振现象的应用偏振现象在光学、光电子学等领域有着广泛的应用。
例如，利用偏振片可以实现光的起偏和检偏；利用偏振光的干涉和衍射可以制作各种光学器件和测量仪器；同时，偏振也是液晶显示等现代显示技术的基本原理之一。
要点三偏振现象及其应用研究05量子力学中波动概念引入Chapter德布罗意波长与粒子性关系德布罗意波长定义01粒子性与波动性关系02实验验证03测不准原理对波动概念影响测不准原理内容对波动概念的影响波动性与测不准原理关系量子力学中波动方程简介薛定谔方程波动函数的物理意义波动方程的解与粒子性质06波动在科学技术领域应用Chapter超声技术声音传播利用高频声波进行无损检测、医学诊断和治疗等。
大学物理波动光学PPT课件
例2：例11-2
n3 n2 n1
23
n1
氟化镁 n2
玻璃
d
n3 n2
第11页/共44页
11.2 光的衍射
衍射现象： 只有当波长与障碍物的线度可比拟 时，才能观察到明显的衍射现象。
惠更斯-菲涅尔原理 子波干涉 夫琅和费单缝衍射：光源、单缝、屏幕距离无穷远 缝宽a、波长λ、焦距f、衍射角φ
S
L1 R
入射光之间附加了半个波长的波程差，称为半波损失。折射光 没有半波损失。
第7页/共44页
光程
真空中: C、 介质中: C' 、 '
同一束光在不同的介质中频率不变。
C C' '
n C C' '
'
n
2 r 2 nr '
即光在介质中传播r的波程与其在真空中
传播nr的波程产生的相位差相同.
l
dl
I I0
ln I l
I0
I I 0 e l
dl
I0
I
c I I0e cl
朗伯-比尔定律
第29页/共44页
令透射比 吸收度 消光系数
T I e cl I0
A logT cl loge
loge
比色计 分光光度计 光谱分析
A cl
第30页/共44页
本章小结
➢ 干涉：杨氏双缝干涉 薄膜干涉、半波损失、光程
I
0
一级光谱
ab
三级光谱 二级光谱
第40页/共44页
sin
光谱分析
由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光谱，所以由谱线的成 分，可分析出发光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的强度定量分 析出元素的含量．
大学物理-波动光学-波动光学(ppt模板)
2ne
k
3
空气
1
2
n 1=1
k 0, 0 1.70 106 m k 1, 1 5.67 107 m k 2, 2 3.40 10 m
7
肥皂膜
空气
e
n=1.33 n 1=1
绿色
5 4
由反射光减弱的条件得: 2ne ( 2k 1 ) 2 2 k 0 ,1 ,2 ,
获得相干光的途径（方法）
分波阵面法
从同一波阵面上的不同部分产生的次级波满足相干条件。
分振幅法 利用光的反射和折射将同一光束分割成振幅 (能量)较小的两束相干光。
分波阵面法 分振幅法
P
S*
S *
P · 薄膜
3、光程与光程差
c u (1).光在折射率为n 的介质中的传播速度： n (2).光在折射率为n 的介质中的波长： n n
波动方程
x y A cos[ ( t ) ] ut x Acos[ 2 ( ) ] T
两列频率相同，振动方向 平行，相位相同或相位差恒定 的波（相干波）相遇时，使某 些区域振动始终加强，而另一些区域振动始 终减弱的现象 3 、干涉的讨论 设两列相干波的波源 s1 和 s2 其振动方程 r1
5 4
四、常见的两种等厚薄膜干涉 1．劈尖干涉 （1）装置：图示G1下表面和G2上 表面形成劈尖中间为空气（n=1）— 空气 劈尖 G1 （2）干涉条纹 n G2 光线垂直入射，反射光 (1)(2)的干涉，光程差 2nd S（1） 2 （为什么） （2） （明） k n 2nd （暗）
（光在介质界面反射时相位突变引起）
2
波动光学复习课件
在材料科学中的应用前景
超快光学现象可以用于研究材料在极端条件下的物理和化学性质变化。例如，利用超快激 光脉冲可以产生高强度磁场和高热流，从而实现对材料的高温高压模拟实验等。
感谢您的观看
THANKS
现代波动光学的研究方向
在现代，波动光学的研究方向主要包括光的相干性、光的偏振态、光的干涉和衍射等现象，以及这些现 象在光学信息处理、光学传感和光学通信等领域的应用。
波动光学的应用
01
波动光学在物理领域的应用
波动光学在物理领域的应用广泛，如光学干涉仪、光学纤维、光学陀螺
仪等，这些仪器在测量、通信和控制等方面具有重要应用价值。
光纤传感器实验与光学多普勒测速仪实验
光纤传感器实验
利用光纤传感器对物理量进行测量，如温度、压力、位移等。
光学多普勒测速仪实验
利用光学多普勒效应测量流体速度。
05
波动光学在科技领域的应用
量子通信中的偏振编码和解码技术
偏振编码和解码技术是量子通信中的 关键技术，利用光的偏振态作为载体 ，将信息编码成特定的偏振态，在接 收端通过解码恢复出原始信息。
超快光学现象及其在信息处理和材料科学中的应用前景
超快光学现象
是指时间尺度在飞秒（10^-15秒）和阿秒（10^-18秒）范围内的光学现象。
在信息处理中的应用前景
超快光学现象可以用于实现超高速和超高效的信号处理和信息传输。例如，利用超快激光 进行超快摄影和电影制作，以及利用超快激光脉冲进行高精度测量和加工等。
要点一
量子纠缠现象
要点二
在信息处理中的应用
量子力学中的一种神奇现象，当两个或多个粒子在某些性 质上纠缠在一起时，它们的状态将相互依赖，对其中一个 粒子的观测将瞬间影响另一个粒子的状态。
超快光学现象可以用于研究材料在极端条件下的物理和化学性质变化。例如，利用超快激 光脉冲可以产生高强度磁场和高热流，从而实现对材料的高温高压模拟实验等。
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现代波动光学的研究方向
在现代，波动光学的研究方向主要包括光的相干性、光的偏振态、光的干涉和衍射等现象，以及这些现 象在光学信息处理、光学传感和光学通信等领域的应用。
波动光学的应用
01
波动光学在物理领域的应用
波动光学在物理领域的应用广泛，如光学干涉仪、光学纤维、光学陀螺
仪等，这些仪器在测量、通信和控制等方面具有重要应用价值。
光纤传感器实验与光学多普勒测速仪实验
光纤传感器实验
利用光纤传感器对物理量进行测量，如温度、压力、位移等。
光学多普勒测速仪实验
利用光学多普勒效应测量流体速度。
05
波动光学在科技领域的应用
量子通信中的偏振编码和解码技术
偏振编码和解码技术是量子通信中的 关键技术，利用光的偏振态作为载体 ，将信息编码成特定的偏振态，在接 收端通过解码恢复出原始信息。
超快光学现象及其在信息处理和材料科学中的应用前景
超快光学现象
是指时间尺度在飞秒（10^-15秒）和阿秒（10^-18秒）范围内的光学现象。
在信息处理中的应用前景
超快光学现象可以用于实现超高速和超高效的信号处理和信息传输。例如，利用超快激光 进行超快摄影和电影制作，以及利用超快激光脉冲进行高精度测量和加工等。
要点一
量子纠缠现象
要点二
在信息处理中的应用
量子力学中的一种神奇现象，当两个或多个粒子在某些性 质上纠缠在一起时，它们的状态将相互依赖，对其中一个 粒子的观测将瞬间影响另一个粒子的状态。
波动与光学复习.ppt
x
(2
A1
c
os2π
2
1
2
t
)
cos2π
2
1
2
t
波动与光学
11
x
(2
A1
cos2π
2
1
2
t
)
cos2π
2
1
2
t
振幅部分
合振动频率
振动频率 (1 2 ) 2
振幅
A
2 A1
cos 2π
2
1
2
t
Amax 2 A1 Amin 0
2π 2 1 T π T 1
2
2 1
2 1
波动与光学
拍频（振幅变化的频率）
2. 横波与纵波
3.波函数: 设脉冲经过原点时，原点的振动与时间t的关 系为 y0=f(t)。P点的扰动比原点要晚x/u。P点在时 刻t的横向位移为：y=f(t-x/u)。它表示了任一点在任 一时刻的位移，称为相应脉冲波的波函数。
波动曲线VS振动曲线
波动与光学
17
二、简谐波
1. 简谐波：在均匀的、无吸收的介质中，波源作简谐运动时， 在介质中所形成的波.
第一章：振动
简谐振动的描述 相量图描述 动力学方程 能量 实例 简谐振动的合成 阻尼振动 受迫振动
波动与光学
1
一、简谐振动的描述
1.定义：物体运动时，如果离开平衡位置的位移（或角位移）
按余弦函数（或正弦函数）的规律随时间变化，这种运动叫
简谐运动.
2.三个特征量
1） 振幅: 质点在振动过程中离开平衡位置的最大位移的 绝对值。它给出了质点的运动范围，由系统的初始条件决定。
12
七、阻尼振动
大学物理 物理学 课件 波动光学
暗条纹： =n(r2-r1)=±(2k+1)λ/2 k=0,1,2,3,…
或 明条纹：r2-r1=2ax/D=±kλ/n=±kλ’ k=0,1,2,…
暗条纹：r2-r1=2ax/D=±(2k+1)λ/2n
=±(2k+1)λ’ k=0,1,2,3,…
λ’为入射光在介质中的波长
条纹间距为
Δx=Dλ/(2an)=Dλ’/2a
本章学习内容：
波动光学：光的干涉、衍射、偏振
光的干涉和衍射现象表明了光的波动性， 而光的偏振现象则显示了光是横波。光波作为 一种电磁波也包含两种矢量的振动，即电矢量 E和磁矢量H，引起感光作用和生理作用的是其 中的电矢量E，所以通常把E矢量称为光矢量， 把E振动称为光振动。
§8－1 光波及其相干条件
2n2
e
2k＋1
2
,
k 0,1,2,
2k 1
e 4n2
显然k=0所产生对应的厚度最小，即 550
emin 4n2 4 1.22 113nm
2、等厚干涉
劈尖干涉的实验装置
干涉条纹定域 在膜附近。条 纹形状由膜的 等厚点轨迹所 决定。
干涉条件
h
l
2e / 2 k
k 1,2
2e / 2 (2k 1) / 2
r1
2
(n2r2
n1r1 )
Байду номын сангаас
2
(l2
l1)
2
明条纹： =±kλ
k=0,1,2,…
暗条纹： =±(2k+1)λ/2 k=0,1,2,3,…
四、相干光的获得
1．普通光源的发光机理
结论：普通光源发出的光波 不满足相干条件，不是相干 光，不能产生干涉现象。
大学物理波动光学部分专选课件
一、光源
10.1 光的相干性 光程
1、光（可见光）指真空中波长为4000~7600 Å 的电磁波。
7A 6 ~ 6 0 A 3 ~ 6 0 0 A 0 ~ 5 0 0 A 7 ~ 5 0 0 A 0 ~ 4 0 0 A 5 ~ 4 0 0 A 3 ~ 4 0 0 A 0 0
红
橙
黄
绿
青 兰紫
光是横波 真空中 c 1 3108m/s
用白光光源产生彩色干涉条纹
k3 k2
5. 零级明条纹的位置
实
s1
验
d o
装
s2
置
k 1 k 2k 3
r1
r2
p x
D
____
____
由图可知，由于____S0S1 ____S0S2 ，因此零级明条纹位于观察屏中心
x=0处。如果 S0S1 S0S2 ，则零级明条纹将发生上下移动。例如，
当光源S0沿竖直方向上移时，零级明条纹将下移。
2、分振幅法： 利用光的反射和折射将一束光分为两部分。
s1
P
s
s2
分波阵面法
分振幅法
四、光程 光程差:
1.光程 当光在 某一媒质中（n）传播、通过路径 r 时，
振动相位的改变量为
2 r n
n
unc
n
n
2 n r2nr
1
u
r
2
定义：若光在折射率为n 的介质中传播的几何距离为r ， 则光程为 nr 。
激光光源的特点：其发光机理是受激辐射 。每个原子发出的光 波列的频率、初相位、振动方向都相同。相干性好
二 、光的单色性和相干性 1、光的单色性
1）单色光：具有单一 频率（波长）的光。 2）复色光：含有很多不同频率的光。 3）准单色光：由一些波长相差很小的单色光组合而成的光。
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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
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
3/6/2021
20
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；
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
（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：
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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谢谢观赏
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.
(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
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
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
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 )
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
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
nθLeabharlann 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
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
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(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
6
（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
7
•楔角改变,条纹?
L 2n
条纹间距变小 变大 变密 变小 变疏
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
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）