課光學(xué)演示文稿

課光學(xué)演示文稿第一頁，共二十一頁。（優(yōu)選）課光學(xué)第二頁，共二十一頁?！?光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)（了解）定義:儀器或肉眼對兩個非常近的物點或某一個量值剛能加以識別的能力,稱為光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)。光學(xué)儀器助視儀器：望遠鏡、顯微鏡等。光譜儀器：光柵、棱鏡等。光譜儀器：色分辨本領(lǐng)助視儀器：像分辨本領(lǐng)依據(jù)：瑞利判據(jù)第三頁，共二十一頁。艾里斑一.夫瑯禾費圓孔衍射愛里斑集中了絕大部分光能（約84%）。初步近似下，衍射圖樣可以看成僅由愛里斑組成。第四頁，共二十一頁。愛里斑半角寬度：二.光學(xué)儀器中的衍射現(xiàn)象第五頁，共二十一頁。第六頁，共二十一頁。對于兩個強度相等的不相干的點光源（物點），一個點光源的圓斑像中心剛好落在另一點光源圓斑像的邊緣時，這兩個點光源（或物點）剛能分辨—這個規(guī)定稱為瑞利判據(jù)。三.瑞利判據(jù)（最小分辨角）第七頁，共二十一頁。四.望遠鏡的分辨本領(lǐng)：望遠鏡的最小分辨角**：望遠鏡的物鏡直徑根據(jù)瑞利判據(jù)，剛好等于愛里斑半角寬度：分辨本領(lǐng)(或分辨率)：提高分辨率途徑第八頁，共二十一頁。（1）1990

年發(fā)射的哈勃太空望遠鏡的凹面物鏡的直徑2.4m

，在大氣層外615km

高空繞地運行,可觀察130億光年遠的太空深處,發(fā)現(xiàn)了500

億個星系。試計算哈勃望遠鏡對波長為800nm

的紅外光的最小分辨角。

光學(xué)顯微鏡

0.2m電子顯微鏡例1太空望遠鏡解：（1）哈勃望遠鏡的最小分辨角為第九頁，共二十一頁。人類正在建造新一代太空望遠鏡韋布，計劃于2012年利用歐洲航天局的“阿麗亞娜5號”火箭發(fā)射,在距離地球150萬公里的遙遠軌道上運行，以代替將要退役的哈勃望遠鏡。設(shè)計中的韋布太空望遠鏡的主透鏡直徑至少為6m,也可在紅外頻率下工作，問與哈勃望遠鏡相比韋布望遠鏡的分辨率預(yù)計可以提高多少倍？提高的倍數(shù)為：解：（2）（2）新一代太空望遠鏡第十頁，共二十一頁。干涉和衍射小結(jié)中心問題：兩束光的光程差一.基本概念：1.光程=n×幾何路程2.波長λ=nλ′?？梢姽獠ㄩL范圍λ：400~760nm3.相位差=(2π/λ)×光程差4.光疏介質(zhì)：n小的介質(zhì)；光密介質(zhì)：n大的介質(zhì)。5.半波損失：光從光疏介質(zhì)入射到光密介質(zhì)，反射光產(chǎn)生半波損失。6.光程差：要考慮反射光的半波損失。本質(zhì)：干涉和衍射都是波的相干疊加。第十一頁，共二十一頁。二.楊氏雙縫干涉（D>>d)（空氣中，n=1）光程差1.明、暗紋條件：（k=0,1…)明紋（k=1,2…)暗紋2.明、暗紋位置:（k=1,2…)暗紋（k=0,1…)明紋3.條紋間距:討論：故故第十二頁，共二十一頁。4.條紋的平移1）蓋膜t、nO點光程差：未加膜：t,O加膜：光程差改變量：若O點由零級變?yōu)镹級：蓋住兩個縫：O第十三頁，共二十一頁。2）斜入射（光源移至軸外）(光源與P同側(cè))(光源與P異側(cè))第十四頁，共二十一頁。三.夫瑯禾費單縫衍射ax1.明、暗紋條件：中央明紋暗紋次級明紋第十五頁，共二十一頁。2.明、暗紋位置1）角位置2）線位置次級明紋中央明紋暗紋次級明紋中央明紋暗紋axx第十六頁，共二十一頁。3.明紋寬度1)中央明紋線寬度2)其它明紋角寬度線寬度角寬度4.k級明紋半波帶數(shù)：（2k+1)k級暗紋半波帶數(shù)：（2k)第十七頁，共二十一頁。1.光柵方程：(k=0,1,2…)2.最高級次：(取整)四.光柵(空氣中）3.光柵的干涉條紋的位置、間隔與雙縫完全一樣：d→(a+b),D→f4.光柵光譜：白光入射重疊第十八頁，共二十一頁。6.中央明紋內(nèi)干涉條紋的數(shù)目(奇數(shù)條)1)整數(shù)n,±n級干涉明紋缺級，條紋數(shù)目：(2n+1)-2條紋數(shù)目：2)非整數(shù)，無缺級。2×(的整數(shù)部分)+1當(dāng)（整數(shù)），缺級5.缺級第十九頁，共二十一頁。k=1,2…明紋k=0,1…暗紋五.平行薄膜的等傾干涉1.平行光垂直入射的干涉規(guī)律薄膜12n1n2n1(k=1,2…)(k=0,1,2…)2.點光源或擴展光源照射下的干涉規(guī)律1423中央圓環(huán)級次最高。12第二