光的衍射光的偏振習(xí)題課光的衍射1一、基本要求1．了解惠更斯—菲涅耳原理2．掌握單縫夫瑯禾費(fèi)衍射的條紋分布，以及縫寬，波長等對衍射條紋的影響3．理解光柵衍射方程，會分析光柵常數(shù)，光柵縫數(shù)N等對條紋的影響4．理解線偏振光獲得和檢驗(yàn)的方法，馬呂斯定律和了解雙折射現(xiàn)象一、基本要求1．了解惠更斯—菲涅耳原理2．掌握單縫夫瑯禾費(fèi)衍2二、基本內(nèi)容1．單縫夫瑯禾費(fèi)衍射（1）半波帶法的基本原理（2）明暗條紋的條件（3）條紋寬度中央明條寬度：角寬度二、基本內(nèi)容1．單縫夫瑯禾費(fèi)衍射（1）半波帶法的基本原理（23線寬度明條紋寬度2．衍射光柵（1）光柵衍射是單縫衍射和各縫干涉的總效果（2）光柵方程（3）缺級條件，當(dāng)線寬度明條紋寬度2．衍射光柵（1）光柵衍射是單縫衍射和各縫干4同時成立時，衍射光第級缺級且3．光學(xué)儀器的分辯率最小分辨角4．線偏振的獲得和檢驗(yàn)（1）布儒斯特定律同時成立時，衍射光第級缺級且3．光學(xué)儀器的分辯率最小分辨5（2）馬呂斯定律（為光振動矢量與偏振片偏振化方向的夾角）自然光通過偏振片后，強(qiáng)度為三、討論1．由下列光強(qiáng)分布曲線，回答下列問題（1）各圖分別表示幾縫衍射（2）入射波長相同，哪一個圖對應(yīng)的縫最寬（2）馬呂斯定律（為光振動矢量與偏振片偏振化方向的夾6（3）各圖的等于多少？有哪些缺級?圖（a）雙縫衍射……缺級中央明紋中有3個主極大圖（a）（3）各圖的等于多少？有哪些缺級?圖（a）雙縫衍射…7（3）各圖的等于多少？有哪些缺級?（1）各圖分別表示幾縫衍射（2）入射波長相同，哪一個圖對應(yīng)的縫最寬缺級中央明紋中有7個主極大圖（b）（3）各圖的等于多少？有哪些缺級?（1）各圖分別表示8（1）各圖分別表示幾縫衍射（2）入射波長相同，哪一個圖對應(yīng)的縫最寬（3）各圖的等于多少？有哪些缺級?圖（c）單縫衍射縫最寬(因?yàn)椋?）各圖分別表示幾縫衍射（2）入射波長相同，哪一個圖對應(yīng)的9缺級中央明紋中有5個主極大2．將下面各圖中的反射光和折射光的偏振態(tài)在圖中標(biāo)出，其中為布儒斯特角圖（d）缺級中央明紋中有5個主極大2．將下面各圖中的反射光和折射光的10光的衍射習(xí)題課ppt課件11四、計(jì)算1．單縫衍射，縫寬b=0.5mm，透鏡焦距f=50cm，以白光垂直入射，觀察到屏上x=1.5mm明紋中心求：（1）該處光波的波長（2）此時對應(yīng)的單縫所在處的波陣面分成的波帶數(shù)為多少？又因?yàn)椋?）解（1）由單縫衍射明紋條件得（1）四、計(jì)算1．單縫衍射，縫寬b=0.5mm，12由式（1），式（2）得，處波長為在可見光范圍內(nèi)，滿足上式的光波：可允許在屏上x=1.5mm處的明紋為波長600nm的第二級衍射和波長為420nm的第三級衍射由式（1），式（2）得，處波長為在可見光范圍內(nèi)，滿足上式的光13（2）此時單縫可分成的波帶數(shù)分別是討論：當(dāng)單縫平行于透鏡（屏）上下微小平移時，屏上的條紋位置是否也隨之移動.位置不變！為什么？2．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，縫距，縫寬，即雙縫（N=2）的衍射，透鏡焦距f=2.0m，求當(dāng)光垂直入射時，（2）此時單縫可分成的波帶數(shù)分別是討論：當(dāng)單縫平行于透鏡（屏14（1）條紋的間距（2）單縫中央亮紋范圍內(nèi)的明紋數(shù)目（為什么要討論這一問題？）解：分析雙縫干涉卻又受到每一縫（單縫）衍射的制約，成為一個雙縫衍射，(圖示衍射圖樣)（1）條紋的間距（2）單縫中央亮紋范圍內(nèi)的明紋數(shù)目（為什么要15（1）由得明紋中心位置因?yàn)闂l紋間距（2）欲求在單縫中央明紋范圍內(nèi)有多少條明紋，需知單縫衍射中央明紋寬度（1）由得明紋中心位置因?yàn)闂l紋間16（由求得）所以該范圍內(nèi)有明條紋為或者從中央明紋半（角）寬度來考慮，則有明紋（由求得）所以該范圍內(nèi)有明條紋為17因?yàn)椋闯霈F(xiàn)缺級現(xiàn)象即總共可以看到11條（包括零級明條）的明條紋，但是所以，在單縫中央明級范圍內(nèi)可以看到9條明紋(-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4)因?yàn)?，即出現(xiàn)缺級現(xiàn)象即總共可以看到11條（包18（1）由于受到單縫衍射效應(yīng)的影響，只有在單縫衍射中央明紋區(qū)內(nèi)的各級主極大光強(qiáng)度較大，通常我們觀察到光柵衍射圖樣就是在單縫中央明紋區(qū)域鄰近的干涉條紋討論：（2）若取，使單縫衍射中央明紋寬，那么，在中央明紋區(qū)域內(nèi)，觀察到主極大數(shù)目愈多，且各明條紋強(qiáng)度也愈接近（如圖）（1）由于受到單縫衍射效應(yīng)的影響，只有19（3）若以角傾斜入射光柵，在屏上顯示的全部級數(shù)為多少3．x=600nm單色光垂直入射光柵，已知第二級，第三級明紋分別位于處，且第4級缺級，求（1）光柵常數(shù)（）和縫寬b（2）在屏上實(shí)際顯示的全部級數(shù)為多少？解（1）由光柵方程，有（3）若以角傾斜入射光柵，在屏上顯示的全部級數(shù)為20已知得又因第4級缺級，則由，得（2）設(shè)，則可以見到（k=10條)，包括零級明紋，但是：由于有缺級，，則可見到17條（實(shí)際15條）已知得又因第4級缺級，則由，得（2）設(shè)21（3）此時屏上條紋不再對稱，在一側(cè)有另一側(cè)有當(dāng)時，時，考慮到第4，8，12及-4為缺級以及實(shí)際效果，共觀察到15條明紋，全部級數(shù)為0,±1,±2,±3,4,5,6,7,9,10,11,13,14（3）此時屏上條紋不再對稱，在一側(cè)有另一側(cè)有當(dāng)時224．將一束自然光和線偏振光的混合光垂直入射-偏振片若以入射光束為軸轉(zhuǎn)動偏振片，測得透射光強(qiáng)度的最大值是最小值的3倍，求入射光束中自然光與線偏振光的光強(qiáng)之比值。解：設(shè)自然光強(qiáng)為，則通過偏振片后光強(qiáng)始終為設(shè)線偏振光強(qiáng)為，其通過偏振片后的最小光強(qiáng)為零，最大光強(qiáng)為4．將一束自然光和線偏振光解：設(shè)自然光強(qiáng)為，則通過偏23所以透射光總強(qiáng)度：最小值為，最大值為根據(jù)得即兩光束的光強(qiáng)相同所以透射光總強(qiáng)度：最小值為，最大值為根據(jù)得即兩24解：畫出裝置示意圖和矢量圖5．一厚度為0.04mm的波晶片，其光軸平行于表面，將其插入兩主截面相互垂直的尼科耳棱鏡之間，使光軸與第一尼科耳鏡主截面成角，試求哪些波長的可見光不能通過這一裝置。解：畫出裝置示意圖和矢量圖5．一厚度為0.04mm的波晶片，25自然光通后為線偏振光，光振幅為A（方向平行于主截面），垂直入射到晶片后分為兩束光（o,e）振幅分別為這兩束光經(jīng)后，透出的光振動，振幅分別為自然光通后為線偏振光，光振幅為A（方向平行于主截面