大學(xué)物理課件：13 光波的衍射_4偏振_1f

1、113.5 光波的衍射光柵衍射（多縫）單縫的夫瑯和費(fèi)衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)X 射線的衍射光的衍射和惠更斯-菲涅爾原理2光柵方程I多縫干涉光強(qiáng)曲線多縫衍射光強(qiáng)曲線單縫衍射光強(qiáng)曲線主極大位置由 d 決定包絡(luò)線形狀由a 決定光柵衍射中央包絡(luò)線內(nèi)包含的主極大數(shù)：光線斜入射入射角31. x 射線1895年倫琴（Rontgen）發(fā)現(xiàn) x 射線波長(zhǎng)很短的電磁波 Rontgenx 射線衍射x射線1901獲諾獎(jiǎng)4德國物理學(xué)家勞厄(M.V.Laue)用晶體作為 x 射線的天然三維光柵 每個(gè)微粒（原子、分子、離子）都是散射子波的波源，這些子波的干涉加強(qiáng)形成了斑點(diǎn)。Laue斑Lauex 射線衍射1915獲諾獎(jiǎng)(發(fā)現(xiàn)晶

2、體中的X射線衍射現(xiàn)象)5布喇格公式作用：（1）已知 d 及亮斑的位置，可求 x 射線的波長(zhǎng)。（2）根據(jù)圖樣及，可研究晶格結(jié)構(gòu)和 x 射線的性質(zhì)。2. 布喇格公式: 掠射角d : 晶面間距(晶格常數(shù))將晶體視為許多晶面組成光線傾斜入射：平行光斜入射：ABC1915獲諾獎(jiǎng)(用X射線對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的研究)6中央主極大是一個(gè)亮園斑現(xiàn)象愛里斑光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)第一暗紋位置愛里斑半徑衍射顯著衍射不顯著愛里斑半角寬度單縫衍射一、圓孔衍射7儀器分辨本領(lǐng)(率)：最小分辨角提高分辨本領(lǐng)的途徑望遠(yuǎn)鏡顯微鏡光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)二、孔徑光學(xué)儀器分辨率瑞利判據(jù)： 兩物點(diǎn)，若一個(gè)的像斑的中心恰好與另一物點(diǎn)的像斑第一極小重合,則這

3、兩個(gè)物點(diǎn)恰能分辨。儀器分辨本領(lǐng)(率)與最小分辨角成反比。8圓孔根據(jù)儀器的最小分辨角，確定儀器可分辨的最小距離：光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)依據(jù)需分辨最小距離y，可確定儀器的孔徑:可分辨的最小距離9例 設(shè)瞳孔直徑 (2)若兩物點(diǎn)相距 ，要能分辨最多離人多遠(yuǎn)？(1)估算人瞳孔的最小分辨角2022/7/1210透鏡孔徑的最小分辨角為透鏡孔徑需要的分辨角為根據(jù)透鏡孔徑的最小分辨角公式透鏡孔徑至少需要成像焦面已知：11人眼恰好能分辨出不同波長(zhǎng)的譜線波長(zhǎng)不同造成譜線的角偏移:三 光柵的分辨率光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)譜線的 半角寬度2022/7/1212上式對(duì)波長(zhǎng)微分得到:考慮波長(zhǎng)不同造成的角偏移:三 光柵的分辨率主極大(

4、譜線)半角寬度恰能分辨條件:13主極大(譜線)半角寬度光柵的分辨率N相同時(shí)，k越高，R越高；k相同時(shí)，N大者，R越高。恰能分辨條件:波長(zhǎng)不同造成譜線的角偏移三 光柵的分辨率14作業(yè)(P.91-92)1513.6 光波的偏振偏振光和自然光起偏和檢偏 Malus定律反射與折射光的偏振波晶片 橢圓偏振和圓偏振雙折射現(xiàn)象16 電磁波是橫波，其振動(dòng)方向垂直于傳播方向，在振動(dòng)平面內(nèi)，光波有不同的振動(dòng)狀態(tài)。就光的振動(dòng)狀態(tài)而言，光可以分為：自然光 部分偏振光 線偏振光 橢圓偏振光 園偏振光 偏振光和自然光17自然光：自然光各方向的振動(dòng)光矢量都存在可以將其他的方向的光振動(dòng)按圖中方向分解偏振光和自然光傳播方向18

5、偏振光(線偏振光)光線僅存在一個(gè)方向振動(dòng)的光矢量偏振光和自然光振動(dòng)面19部分偏振光部分偏振光在一個(gè)方向振動(dòng)的光矢量比其他方向振動(dòng)的光矢量強(qiáng)偏振光和自然光傳播方向20橢圓和圓偏振光橢園和圓偏振光是由兩個(gè)相互垂直的光矢量干涉形成的偏振光 自然光線偏振光部分偏振光圓偏振光橢圓偏振光偏振光和自然光21起偏和檢偏 Malus定律二向色性：某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動(dòng)， 而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過，這種性質(zhì)稱二向色性。偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片。 偏振化方向(透光軸) ：當(dāng)自然光照射在偏振片上時(shí)，允許光振動(dòng)通過方向稱為偏振片的偏振化方向。 起 偏透光軸起偏器起偏和檢偏22檢偏器 檢 偏起偏

6、器起偏和檢偏 Malus定律23Malus定律起偏和檢偏 Malus定律透射光的光強(qiáng)：消光位置Malus定律：24例題 正交偏振片，P1、P3之間加一偏振片P2，光強(qiáng)為I0的自然光垂直入射偏振片P1，求轉(zhuǎn)動(dòng)P2時(shí)，透過P3的光強(qiáng)I與轉(zhuǎn)角的關(guān)系。起偏檢偏檢偏I(xiàn)0I1I2I3I0經(jīng)過P1后：25I0經(jīng)過P1后：I1經(jīng)過P2后：P1P2P3I2經(jīng)過P3后：例題 正交偏振片，P1、P3之間加一偏振片P2，光強(qiáng)為I0的自然光垂直入射偏振片P1，求轉(zhuǎn)動(dòng)P2時(shí)，透過P3的光強(qiáng)I與轉(zhuǎn)角的關(guān)系。26 自然光在各向同性媒質(zhì)反射和折射時(shí)，反射和折射光是部分偏振光。反射與折射光的偏振部分偏振光（ ）部分偏振光（ ）自然光 反射光的偏振化的程度與入射角有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明：27實(shí)驗(yàn)表明： 反射光的偏振化的程度與入射角有關(guān)。 當(dāng)入射角為一特定角度 iB 時(shí)，反射光是線偏振光。折射光仍然是部分線偏振光。而且反射光與折射光垂直。這一特定角度iB被稱為(Brewster)布儒斯特