第十四章第一課第一頁，共四十九頁，2022年，8月28日X射線準(zhǔn)直縫晶體····勞厄斑衍射圖樣證實了X射線的波動性。勞厄?qū)嶒灒?912）：晶體相當(dāng)于三維光柵X射線:10-2101nm（10-1102?）勞厄斑點第二頁，共四十九頁，2022年，8月28日ddddsin12晶面ACB二、X射線在晶體上的衍射1、衍射中心：:掠射角d：

晶面間距2、同一層晶面上點間散射光的干涉：每個原子都是散射子波的波源3、面間散射光的干涉：NaCld=0.28nm符合反射定律的散射光加強(qiáng)（晶格常數(shù)）第三頁，共四十九頁，2022年，8月28日散射光干涉加強(qiáng)條件：——布拉格公式三、應(yīng)用已知、可測d已知、d可測—X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。—X射線光譜分析。共同獲得了1915年的諾貝爾物理學(xué)獎。布拉格父子（，W.L.Bragg）由于利用X射線分析晶體結(jié)構(gòu)的杰出工作，第四頁，共四十九頁，2022年，8月28日威廉.亨利.布拉格（父）威廉.勞倫斯.布拉格（子）1862—19421890—1971第五頁，共四十九頁，2022年，8月28日DNA晶體的X衍射照片DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)第六頁，共四十九頁，2022年，8月28日四、實際觀察X射線衍射的方法1、勞厄法：使用連續(xù)的X射線照射晶體，此法可定晶軸方向。得到所有晶面族反射的主極大。每個主極大對應(yīng)一個亮斑（勞厄斑）。X射線準(zhǔn)直縫晶體····勞厄斑d這樣得到的衍射圖叫勞厄

(Laue)相。第七頁，共四十九頁，2022年，8月28日SiO2的勞厄相2、粉末法：用確定的X射線入射到多晶粉末。大量無規(guī)晶面取向，總可使布拉格條件滿足。這樣得到的衍射圖叫德拜

(Dedye)相。此法可定晶格常數(shù)。粉末鋁

的德拜相第八頁，共四十九頁，2022年，8月28日

五、X射線衍射與普通光柵衍射的區(qū)別▲X射線衍射有一系列的布喇格條件。晶體內(nèi)有許多晶面族，一維光柵只有一個干涉加強(qiáng)條件：—光柵方程。▲晶體在都確定時，的關(guān)系。布喇格公式一維光柵在和入射方向角i確定后，衍射角滿足光柵方程。對第i個晶面族有：入射方向和一定時，不一定能滿足總能有第九頁，共四十九頁，2022年，8月28日1、一個原理

惠更斯——菲涅耳原理2、兩種方法

半波帶法

振幅矢量法3、三類問題

單縫、圓孔衍射——單純衍射

光柵——衍射和干涉的綜合

X光衍射——空間光柵，總體是衍射，具體處理是多光束干涉衍射小結(jié)第十頁，共四十九頁，2022年，8月28日（2）任何光學(xué)儀器都存在分辨率的問題（1）無論孔、縫，衍射都出現(xiàn)光的擴(kuò)展，幾何光學(xué)透鏡：光柵：（角）（色）4、四點結(jié)論第十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日（3）光柵方程（4）布拉格公式k=0，1，2，···i：入射角：衍射角：掠射角第十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日

例題用白光垂直照射在每厘米有6500條刻痕的平面光柵上，求第三級光譜的張角.解紅光第三級光譜的張角第三級光譜所能出現(xiàn)的最大波長綠光紫光不可見第十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日=0.5m的單色光垂直入射到光柵上，測得第3級主極大的衍射角為30o，且第4級為缺級。求：（1）光柵常數(shù)d；（2）透光縫最小寬度a；（3）對上述a、d

屏幕上可能出現(xiàn)的譜線數(shù)目。解：（1）d=3m

（2）缺4級a=0.75m

（3）k=0，

1，

2，

3，

59條！例題第十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日=500nm的平行光以o=30o斜入射光柵，已知d=0.01mm求:（1）0級譜線的衍射角；（2）O點兩側(cè)可能見到的譜線的最高級次和總譜線數(shù)。解（1）（2）最高29級；共39條譜線例題O第十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日平行白光（：400~760nm）垂直入射光柵（100線/mm，寬5cm），問：幾級光譜開始發(fā)生重疊？解

100線/mm寬5cm設(shè)第m級開始重疊，則有第2級開始重疊！例題d=0.01mm第十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日光的偏振第十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日§14.1光的偏振狀態(tài)XYZ光是特定頻率范圍內(nèi)的電磁波。起光作用的是電場強(qiáng)度矢量，稱為光矢量。光矢量的振動方向與光的傳播方向垂直，這一特征稱為光的偏振。偏振性是橫波區(qū)別于縱波的重要特征。第十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日光的偏振態(tài)自然光偏振光完全偏振光部分偏振光線偏振光橢圓偏振光圓偏振光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有不同的振動狀態(tài)，各種振動狀態(tài)稱為光的偏振態(tài)。XYZ第十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日一、完全偏振光E播傳方向振動面線偏振光可沿兩個相互垂直的方向分解：EEyEx

yx1、線偏振光線偏振光表示法：·····光振動垂直板面光振動平行板面·迎著光的傳播方向看光矢量E第二十頁，共四十九頁，2022年，8月28日2、圓偏振光線、圓和橢圓偏振光完全偏振光、橢圓偏振光右旋橢圓偏振光右旋圓偏振光觀測

0

y

yx

z傳播方向

/2x某時刻右旋圓偏振光E隨z的變化E觀測第二十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日為某個確定值的線偏振光的合成。右旋圓偏振光的合成。圓和橢圓偏振光可看成是兩束頻率相同、傳播方向一致、振動方向相互垂直、相位差線偏振光則可以看成是兩束頻率相同、相位相同、振幅相同、傳播方向也相同的左、·第二十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日二、完全非偏振光自然光垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。自然光的表示法：沒有優(yōu)勢方向自然光的分解一束自然光可分解為兩束振動方向相互不相干第二十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日三、部分偏振光表示法：自然光和完全偏振光的混合，就構(gòu)成了部分部分偏振光可看成是自然光和線偏振光的混合，偏振光。分解不相干平行板面的光振動較強(qiáng)········垂直板面的光振動較強(qiáng)就是這種部分偏振光，天空中的散射光和水面的反射光它可以分解如下：第二十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日四、偏振度Ip—部分偏振光中包含的完全偏振光的強(qiáng)度It—部分偏振光的總強(qiáng)度In—部分偏振光中包含的自然光的強(qiáng)度完全偏振光（線、圓、橢圓）

P=1自然光（非偏振光）

P=0部分偏振光

0<P<1偏振度：第二十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日第二十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日§14.2線偏振光的獲得與檢驗一、起偏起偏的原理：利用某種光學(xué)的不對稱性偏振片P（獲得線偏振光）分子型：線柵起偏器入射電磁波起偏器：起偏的光學(xué)器件微晶型：·非偏振光線偏振光光軸電氣石晶片··：從自然光獲得偏振光（常用）第二十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日第二十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日第二十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日二、線偏振光的檢偏檢偏：用偏振器件檢驗光的偏振態(tài)

若I不變，是什么光？

若I變，有消光，是什么光？

若I變，無消光，是什么光？然光混合而成的部分偏振光設(shè)入射光可能是自然光線偏振光或由線偏振光與自或旋轉(zhuǎn)偏振化方向（通光方向）I?P待檢光I?P待檢光第三十頁，共四十九頁，2022年，8月28日檢偏器起偏器第三十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日第三十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日三、馬呂斯定律I0IPPE0E=E0cos馬呂斯定律（1809）—消光自然光I0線偏振光IP偏振化方向（通光方向）···第三十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日第三十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日四、偏振片的應(yīng)用偏振片的應(yīng)用很多，例如：作為照相機(jī)的濾光鏡，可以濾掉不必要的反射光。制成偏光眼鏡，可觀看立體電影。作為許多光學(xué)儀器中的起偏和檢偏裝置。第三十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日有反射光干擾的櫥窗在照相機(jī)鏡頭前加偏振片消除了反射光的干擾第三十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日立體電影利用偏振形成雙眼視差效應(yīng)，產(chǎn)生立體景象視覺效果用并排的兩臺攝影機(jī)拍攝，兩放映機(jī)鏡頭分別放置偏振化方向互相垂直的偏振片，觀眾的立體眼鏡為兩個偏振化方向互相垂直的偏振片第三十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日在兩塊正交偏振片之間插入另一塊偏振片，光強(qiáng)為的自然光垂直入射于偏振片，討論轉(zhuǎn)動透過的光強(qiáng)與轉(zhuǎn)角的關(guān)系.例題：第三十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日若在間變化，如何變化？第三十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日例題

一束光由自然光和線偏振光混合組成，當(dāng)它通過一轉(zhuǎn)動的偏振片時，透射光光強(qiáng)的最大值是最小值的

5倍。求入射光中自然光和線偏振光的光強(qiáng)各占入射光光強(qiáng)的幾分之幾？解設(shè)入射光光強(qiáng)為

I0，其中自然光光強(qiáng)為

I10，

線偏振光強(qiáng)度為

I20設(shè)通過偏振片后的光強(qiáng)分別為

I

，I1，I2第四十頁，共四十九頁，2022年，8月28日10202II=第四十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日五、反射和折射時光的偏振自然光反射和折射后成為部分偏振光·······n1n2iir··S分量P分量反射光垂直入射面的分量（S）比例大，折射光平行入射面的分量（P）比例大，入射角i變反射、折射光的偏振度也變。第四十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日第四十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日i=i0時，反射光只有S分量：i0

—布儒斯特角或

起偏角i0

+r0=90

由

得布儒斯特定律·····n1n2i0i0r0線偏振光··S··第四十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日例：外腔式激光管加布儒斯特窗減少反射損失則：若n1

=1.00（空氣），n2=1.50（玻璃），·i0···········i0i0·激光輸出布儒斯特窗M1M2·i0垂直分量損耗大，不能形成激光，但平行分量能形成激光?；ビ?/p>

空氣→玻璃??t°==￠-

73350.100.1tg