1、波動光學,第九章,光波是電磁波。 光波中參與與物質(zhì)相互作用（感光作用、生理作用）的是電場強度 E 矢量，稱為光矢量。 E 矢量的振動稱為光振動。,平面簡諧電磁波：,在波動光學中，主要討論的是相對光強，因此在同一介質(zhì)中直接把光強定義為：,光強：在光學中，通常把平均能流密度稱為光強， 用 表示。,一、光波的描述方法,9-1 光波及其相干條件,二、光的疊加性 相干條件,兩頻率相同，光矢量方向相同的光源發(fā)出的光在P點相遇。,1、非相干疊加,獨立光源的兩束光或同一光源的不同部位所發(fā)出的光的位相差“瞬息萬變”。,疊加后光強等于兩光束單獨照射時的光強之和，無干涉現(xiàn)象。,要使兩列波在 P 處產(chǎn)生相干疊加，則兩

2、列波必須滿足條件：,（1）頻率相同。 （2）振動方向相同。 （3）具有固定的位相差。,相干光,2、相干疊加,滿足相干條件的兩束光疊加后,位相差恒定，有干涉現(xiàn)象,若,干涉相長（加強）,干涉相消（減弱）,三、獲得相干光波一般方法,光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子, = (E2-E1)/h,E1,E2,能級躍遷輻射,波列長L = 0c,兩個獨立的光源不可能成為一對相干光源,原因：原子發(fā)光是隨機的，間歇性的，兩列光波的振 動方向不可能一致，周相差不可能恒定。,1 分波面(前)的方法 楊氏干涉,2 分振幅的方法 等傾干涉、等厚干涉,普通光源獲得相干光的途徑（方法）,四、 光程和光程差,干涉現(xiàn)象決定于兩束

3、相干光的位相差,兩束相干光通過不同的介質(zhì)時，位相差不能單純由幾何路程差決定。,在介質(zhì)中傳播的波長，折 算成真空中波長的關系。,光程差,光程,光程表示在相同的時間內(nèi)光在真空中通過的路程,即：光程這個概念可將光在介質(zhì)中走過的路程，折算為光在真空中的路程。,光程差,若兩相干光源是同位相的,則同位相的兩相干光源，干涉條件為：,相位差,不同光線通過透鏡要改變傳播方向， 會不會引起附加光程差？,問題,A、B、C 的位相相同，在F點會聚，互相加強,A、B、C 各點到F點的光程都相等。,AaF比BbF經(jīng)過的幾何路程長，但BbF在透鏡中經(jīng)過的路程比AaF長，透鏡折射率大于1，折算成光程， AaF的光程與BbF的

4、光程相等。,解 釋,使用透鏡不會引起各相干光之間的附加光程差。,1、實驗裝置,一、楊氏雙縫干涉實驗,9-2 分波陣面干涉,2、楊氏干涉條紋,D d,波程差：,干涉加強 明紋位置,干涉減弱 暗紋位置,(1)明暗相間的條紋對稱分布于中心O點兩側；,干涉條紋特點：,(2)相鄰明條紋和相鄰暗條紋等間距，與干涉級k無關；,兩相鄰明（或暗）條紋間的距離稱為條紋間距。,若用復色光源，則干涉條紋是彩色的。,方法一：,方法二：,(3) D,d一定時，由條紋間距可算出單色光的波長,二 分波前干涉的其它一些實驗,1 菲涅耳雙面鏡實驗：,實驗裝置：,虛光源 、,平行于,2 洛埃鏡實驗,當屏幕 E 移至E處，從 S1和

5、 S2 到 L點的光程差為零，但是該處觀察到暗條紋，驗證了反射時有半波損失存在。,問：原來的零級條紋移至何處？若移至原來的第 k 級明條紋處，其厚度 h 為多少？,例：已知：S2 縫上覆蓋 的介質(zhì)厚度為 h ，折射率為 n ，設入射光的波長為.,解：從S1和S2發(fā)出的相干光所對應的光程差,當光程差為零時，對應 零條紋的位置應滿足：,所以零級明條紋下移,原來 k 級明條紋位置滿足：,設有介質(zhì)時零級明條紋移到原來第 k 級處，它必須同時滿足：,利用薄膜上、下兩個表面對入射光的反射(或折射)，可在反射方向(或透射方向)獲得相干光束。,一、擴展光源照射下的薄膜干涉,在一均勻透明介質(zhì)n1中 放入上下表面

6、平行,厚度 為e 的均勻介質(zhì) n2(n1)，用擴展光源照射薄膜，其反射和透射光如圖所示,9-3 分振幅干涉,光線a2與光線 a1的光程差為：,由折射定律和幾何關系可得出：,干涉條件,不論入射光的的入射角如何,光程差中半波損失的確定,滿足n1n3(或n1 n2 n3) 存在半波損失,滿足n1n2n3(或n1 n2 n3) 不存在半波損失,對同樣的入射光來說,當反射方向干涉加強時，在透射方向就干涉減弱。,1. 對于透射光：,討論：,明紋,暗紋,則明暗紋公式：,垂直入射時：,意味著對于同一級條紋具有相同的傾角，稱這,種干涉為等傾干涉。,2.如e一定,3. 如入射光的入射角 一定，則對應不同的 厚度有

7、不同的干涉 級.(厚度相同的地方產(chǎn) 生同一級干涉條紋）這種干涉叫等厚干涉。,薄膜,*,*,*,S,1,S,2,S,3,單 色 光 源,e,n,1,n,2,n,1,n,2,n,1,屏,透鏡,薄膜,*,*,*,S,1,S,2,S,3,單 色 光 源,e,n,1,n,2,n,1,n,2,n,1,屏,透鏡,薄膜,*,*,*,S,1,S,2,S,3,單 色 光 源,e,n,1,n,2,n,1,n,2,n,1,屏,透鏡,薄膜,*,*,*,S,1,S,2,S,3,單 色 光 源,e,n,1,n,2,n,1,n,2,n,1,屏,薄膜,透鏡,*,*,*,S,1,S,2,S,3,單 色 光 源,e,n,1,n,2

8、,n,1,n,2,n,1,屏,薄膜,透鏡,*,*,*,S,1,S,2,S,3,單 色 光 源,e,n,1,n,2,n,1,n,2,n,1,等傾干涉 條紋,屏,薄膜,透鏡,干涉成因：,薄膜,透鏡,擴展 光源,“1”,“2”,“3”,“4”,光線“1”、“2” 不是相干光！,屏,干涉條紋的干涉級決定于入射光的入射角。,對于不同傾角的光入射：,可以看出：,入射角 越小， 光程差越大, 條紋越在中心， 干涉級越大。,結論：,1）不同的入射角的光線 對應著不同干涉級 的 條紋，傾角相 同的光 線產(chǎn)生相同干涉級條紋（等傾干涉）。,2）入射角越小，光程差越大；即越靠近中心，干涉 級越高。,討論：,1）若膜厚

9、發(fā)生變化：,明紋,盯住某條明紋，不變，,條紋向里收縮,e 減小， 減小，,當膜厚增加時：,盯住某條明紋，不變，,條紋向外擴,e增加， 增大，,當膜厚減小時：,薄膜厚度 e 連續(xù)增加干涉條紋有何變化？ A、不變 B、條紋內(nèi)縮 C、條紋外冒,膜的厚度e 一定時，越靠近中心處，i 越小，越小，光程差越大，條紋級次越高。 膜的厚度e 增大時，條紋外冒，中心處明暗交替。 膜的厚度e 減小時，條紋內(nèi)縮，中心處明暗交替。,明紋條件：,問題:,2）如光源由不同頻率組成，則將出現(xiàn)彩色條紋。,若白光入射：,由紅到紫的彩色條紋。,明紋,一定，,大，,大，,大,小，條紋靠中心,3）等傾干涉定域在無限遠，只能通過透鏡或

10、將 眼調(diào)到聚焦無限遠才能看到.,4）擴展 光源成為觀察等傾干涉條紋的有利條件。,“1”、“2”、“3” “4”光線之間雖 非相干光，但 在同一傾角下， 加強則同時加 強。減弱則都 減弱,擴展光源的作用,不同點光源發(fā)出的相同傾角的光線在屏幕上產(chǎn)生的干涉條紋重合。非相干疊加的結果，明紋的光強增加，條紋更加清晰。,增透膜- 利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉條件來減少反射，從而使透射增強。,增反膜- 利用薄膜上、下表面反射光的光程差滿足相長干涉，因此反射光因干涉而加強。,二、增透膜和增反膜,問：若反射光相消干涉的條件中 取 k=1，膜的厚度為多少？此增 透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？,例

11、已知用波長 ，照相機鏡頭n3=1.5，其 上涂一層 n2=1.38的氟化鎂增透膜，光線垂直入射。,解：因為 ，所以反射光 經(jīng)歷兩次半波損失。反射光相干相 消的條件是：,代入k 和 n2 求得：,此膜對反射光相干相長的條件：,可見光波長范圍 400700nm,波長412.5nm的可見光有增反。,問：若反射光相消干涉的條件中 取 k=1，膜的厚度為多少？此增 透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？,厚度為e 處，兩相干光的光程差為,1、2兩束反射光來自同一束入射光，它們可以產(chǎn)生干涉。,三、等厚干涉,垂直入射 i =0,干涉條件,膜上厚度相同的位置有相同的光程差對應同一級條紋，故稱為薄膜等厚干涉。,夾角很小

12、的兩個平面所構成 的薄膜,平行單色光垂直照射實心劈尖上，劈尖上厚度相同的地方，兩相干光的光程差相同，對應一定k值的明或暗條紋。,棱邊處，e=0,=/2，出現(xiàn)暗條紋有“半波損失”,1. 劈尖干涉（劈形膜）,問題1. 用單色平行光垂直照射如圖的介質(zhì)劈形膜，劈棱處為明紋還是暗紋？,A、明紋 B、暗紋 C、不能判斷，視 的值而定,設每一干涉條紋對應的薄膜厚度分別為：,如條紋間距離為,由明紋公式：,(2),實心劈尖任意相鄰明條紋對應的厚度差：,任意相鄰明條紋(或暗條紋)之間的距離 l 為：,在入射單色光一定時，劈尖的楔角愈小，則l愈大，干涉條紋愈疏； 愈大，則l愈小，干涉條紋愈密。,當用白光照射時，將看

13、到由劈尖邊緣逐漸分開的彩色直紋。,薄膜厚度增加時，條紋下移， 厚度減小時條紋上移。,薄膜的 增加時，條紋下移， 減小時條紋移。,A-曲率半徑很大的凸透鏡,裝置：,B-平面光學玻璃,A,B,干涉圖樣：,半反 射鏡,顯 微 鏡,r,隨著r的增加而變密！,2. 牛頓環(huán),空氣薄層中，任一厚度e處上下表面反射光的干涉條件：,略去e2,各級明、暗干涉條紋的半徑：,e = 0,兩反射光的光程差 = /2，為暗斑。,條紋形狀：干涉條紋是以平凸透鏡與平面玻璃板的接觸點為圓心，明暗相間的同心圓環(huán)，中心為暗點(實際上由于磨損、塵埃等因素的影響，中央常模糊不清)。,隨著牛頓環(huán)半徑的增大，條紋變得越來越密。即條紋不等間

14、距，內(nèi)疏外密。,問題1 在折射率相同的平凸透鏡與平面玻璃板間充以某種透明液體。從反射光方向觀察，干涉條紋將是： A、中心為暗點，條紋變密 B、中心為亮點，條紋變密 C、中心為暗點，條紋變稀 D、中心為亮點，條紋變稀 E、中心的亮暗與液體及玻璃的折射率有關，條紋變密 F、中心的亮暗與液體及玻璃的折射率有關，條紋變稀,選擇A：正確！,問題2 如圖，用單色平行光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上，當平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠離平板玻璃時，干涉條紋將： A、靜止不動 B、向中心收縮 C、向外冒出 D、中心恒為暗點，條紋變密,選擇B：正確！,分析：判斷干涉條紋的移動和變化，可跟蹤某一級干涉條紋，例如第k 級

15、暗紋，其對應的空氣膜厚度為 。當平凸透鏡向上緩慢平移時，平凸透鏡下表面附近對應空氣膜厚度為 的點向中心移動，因此干涉條紋向中心收縮，中心處由暗變亮，再變暗，如此反復。,例 已知：用紫光照射，借助于低倍測量 顯微鏡測得由中心往外數(shù)第 k 級明環(huán) 的半徑 , k 級往上數(shù) 第16 個明環(huán)半徑 ， 平凸透鏡的曲率半徑R=2.50m,求：紫光的波長？,解：根據(jù)明環(huán)半徑公式：,測細小直徑、厚度、微小變化,測表面不平度,檢驗透鏡球表面質(zhì)量,M 1,2,2,1,1,半透半反膜,光束2和1發(fā)生干涉,若M 1、M2平行 等傾條紋,G1-半涂銀鏡,G2-補償透鏡,M1、 M2反射鏡,E-眼及望遠鏡,四、邁克耳遜干

16、涉儀,若M 1、M2有小夾角 等厚條紋,若條紋為等厚條紋，M2平移d時，干涉條移過N條，則有：,當M1移動半個波長時,光程差 改變一個波長,視場中將看到 一條條紋移過。,例.在邁克耳遜干涉儀的兩臂中分別引入 10 厘米長的玻璃管 A、B ，其中一個抽成真空，另一個在充以一個大氣壓空氣的過程中觀察到107.2 條條紋移動，所用波長為546nm。求空氣的折射率？,解：設空氣的折射率為 n,相鄰條紋或說條紋移動一條時，對應光程差的變化為一個波長，當觀察到107.2 條移過時，光程差的改變量滿足：,邁克耳遜干涉儀的兩臂中便于插放待測樣品，由條紋的變化測量有關參數(shù)。精度高。,縫較大時，光是直線傳播的,縫

17、很小時，衍射現(xiàn)象明顯,光在傳播過程中遇到障礙物，能夠繞過障礙物的邊緣前進,這種偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射現(xiàn)象。,一、 光的衍射現(xiàn)象及其分類,9-4 光的衍射,2. 惠更斯-費涅耳原理,從波陣面上各點所發(fā)出的子波都是相干波源，它們發(fā)出的波在空間某點相遇時相互疊加, 產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。,核心思想是：子波相干疊加的思想,3. 衍射現(xiàn)象的分類,菲涅耳衍射（近場衍射）,夫瑯禾費衍射（遠場衍射）,光源障礙物 接收屏 距離為有限遠。,光源障礙物 接收屏 距離為無限遠。,1.菲涅耳半波帶：,用菲涅耳半波帶法解釋單縫衍射現(xiàn)象。,二、 單縫夫瑯和費衍射,B,A,f,將衍射光束分成一組一組的平行光，每組平行光的衍射

18、角（與原入射方向的夾角）相同。則最大光程差為,衍射角不同，最大光程差也不同。P點位置不同，光的強度分布取決于最大光程差。,菲涅耳半波帶法,將BC 用一系列平行于AC 的平面來劃分、這些平面中相鄰平面間的距離是入射單色光的半波長。,任何兩個相鄰波帶上對應點所發(fā)出的光線到達AC平面的光程差均為半波長（即位相差為） ，在P點會聚時將一一抵消。,考察衍射角 的一束平行光，經(jīng)透鏡后同相位地到達P0點，所以P0點振幅為各分振動振幅之和，合振幅最大，光強最強。,由半波帶法知，AB可分的半波帶數(shù)為,有三種情況：,、可分為偶數(shù)個半波帶；,、可分為奇數(shù)個半波帶；,、不能分為整數(shù)個半波帶。,A,A,B,A,C,a,

19、x,f,1,2,.,.,.,.,.,P,三個半波帶,.,.,亮紋,菲 涅 耳 半 波 帶,.,A,A,B,A,C,a,x,f,1,2,2,.,.,.,.,.,A,3,P,四個半波帶,.,.,.,暗紋,菲 涅 耳 半 波 帶,結論：分成偶數(shù)半波帶為暗紋。 分成奇數(shù)半波帶為明紋。,0,非以上值：,中央明紋,明紋,暗紋,介于明紋與暗紋之間,討論：,1. 光強分布,問題：當 增加時光強的極大值迅速衰減？,中央兩側第一暗條紋之間的區(qū)域， 稱做零極（或中央）明條紋，,2. 中央亮紋寬度,它滿足條件：,中央亮紋角寬度為兩個第一極小間的夾角。,其它各級明條紋的寬度為中央明條紋寬度的一半。,縫越窄（ a 越?。?/p>

20、， 就越大, 衍射現(xiàn)象越明顯； 反之，條紋向中央靠攏。,如果用白光做光源，中央為白色明條紋，其兩側各級都為彩色條紋。該衍射圖樣稱為衍射光譜。,幾何光學是 波動光學在 時的極限情況。,當 a大于，又不大很多時會出現(xiàn)明顯的衍射現(xiàn)象。,當縫寬比波長大很多時，形成單一的明條紋，這就是透鏡所形成線光源的象。顯示了光的直線傳播的性質(zhì)。,結論,因為衍射角相同的光線，會聚在接收屏的相同位置上。,單縫位置對光強分布的影響,單縫上下移動，,條紋位置不變。,條紋位置如何？,思考題：衍射屏為平行等寬雙狹縫，每一個縫的衍射圖樣、位置一樣嗎？衍射合光強如何？,縫寬a對條紋分布的影響,所以 a 變大，sin 變小，條紋變窄

21、；a 變小，sin 變大，條紋變寬。,波長對條紋分布的影響,所以衍射條紋寬度隨波長的減小而變窄。,因為,因為,當單色平行光傾斜地入射到單縫上,平行入射光在入射到單縫前已有光程差,所以衍射是的最大光程差為,當單色平行光傾斜地入射到單縫上時， 衍射明暗紋公式,例、一束波長為 =5000的平行光垂直照射在一個單縫上。(1)已知單縫衍射的第一暗紋的衍射角1=300，求該單縫的寬度a=?(2)如果所用的單縫的寬度a=0.5mm，縫后緊挨著的薄透鏡焦距f=1m，求：(a)中央明條紋的角寬度；(b)中央亮紋的線寬度；(c) 第一級與第二級暗紋的距離； (3)在(2)的條件下，如果在屏幕上離中央亮紋中心為x=

22、3.5mm處的P點為一亮紋，試求(a)該P處亮紋的級數(shù)；(b)從P處看，對該光波而言，狹縫處的波陣面可分割成幾個半波帶？,解： (1),第一級暗紋 k=1,1=300,(2)已知a=0.5mm f=1m,(a)中央亮紋角寬度,(b)中央亮紋線寬度,(c) 第一級暗紋與第二級暗紋之間的距離,(3)已知x=3.5mm是亮紋,(b)當k=3時，光程差,狹縫處波陣面可分成7個半波帶。,實驗裝置,中央是個明亮的圓斑，外圍是一組同心的明暗相間的圓環(huán)。,三、圓孔夫瑯和費衍射,圓孔衍射 光強分布,由第一暗環(huán)圍成的光斑，占整個入射光束總光強的84%，稱為愛里斑。,第一暗環(huán)對應的衍射角 稱為愛里斑的半角寬， （它

23、標志著衍射的程度）,第一級暗環(huán)的衍射角滿足；,式中 為圓孔的直徑，若 為透鏡 的焦距，則 愛里斑的半徑為：,點光源經(jīng)過光學儀器的小圓孔后，由于衍射的影響，所成的象不是一個點而是一個明暗相間的圓形光斑。,四、光學儀器的分辨本領,瑞利判據(jù)：如果一個點光源的衍射圖象的中央最亮處剛好與另一個點光源的衍射圖象第一個最暗處相重合，認為這兩個點光源恰好能為這一光學儀器所分辨。,圓孔衍射的第一級極小值由下式給出：,最小分辨角為：,在恰能分辨時，兩個點光源在透鏡前所張的角度，稱為最小分辨角,s,1,s,2,D,*,*,最小分辨角的倒數(shù) 稱為光學儀器的分辨率,衍射光柵：由大量等間距、等寬度的平行狹縫 所組成的光學

24、元件。,用于透射光衍射的叫透射光柵。 用于反射光衍射的叫反射光柵。,光柵常數(shù)：a+b 數(shù)量級為10-510-6m,衍射條紋的特點：亮、細、疏,9-5 光柵衍射,衍射條紋的形成:,1）各單縫分別同時 產(chǎn)生單縫衍射,2）各單縫衍射 的平行光產(chǎn) 生多光干涉。,注意：每一個單縫衍射的圖樣和位置都是一樣的。,二、衍射光柵,1.光柵方程,多縫干涉,單縫衍射,只有衍射,只有干涉,從不同單縫射出的平行光依次相差相同的光程BC（或相同的相位差 ）。,各單縫衍射的平行光產(chǎn)生什么樣的多光干涉？,即光柵衍射是N個相位依次 相差 的光振動的疊加。,對于多縫干涉,各狹縫上的子波波源一一對應，且滿足相干條件。,相鄰狹縫對應

25、點在衍射角方向上的光程 差滿足：,k=0, 1, 2, 3 ,此式稱為光柵公式。,則相干加強，形成明條紋。狹縫越多，條紋就越明亮。多縫干涉明條紋也稱為主極大明條紋。,光柵衍射圖樣是來自每一個單縫上許多子波以及來自各單縫對應的子波彼此相干疊加而形成。因此，它是單縫衍射和多縫干涉的總效果。,多縫干涉,單縫衍射,每個單縫的衍射光強決定于來自各單縫的光振幅矢量 Ai 的大小，它隨衍射角 而變化。 而多縫干涉主極大的光強決定于 NAi 受 Ai 大小的制約。,因此，光柵衍射圖樣是多縫干涉光強 分布受單縫衍射光強分布調(diào)制的結果。,綜合：,如果只有衍射：,如果只有干涉：,干涉、衍射均有之：,縫數(shù) N = 5

26、 時光柵衍射的光強分布圖,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,k=6,k=-6,中 央 亮 紋,* 光柵衍射圖樣,光柵衍射是單縫衍射和縫間光線干涉兩種效應 的疊加，亮紋的位置決定于縫間光線干涉的結果。,a sin= k,k= 1, 2, ,缺極時衍射角同時滿足：,(a+b) sin= k,k=0, 1, 2, ,即：,k =(a+b) /a k,k 就是所缺的級次,缺級 由于單縫衍射的影響，在應該出現(xiàn)干涉極大（亮紋）的地方，不再出現(xiàn)亮紋,縫間光束干涉極大條件,單縫衍射極小條件,3.缺級現(xiàn)象,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k

27、=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,k=6,k=-6,缺級：,若：,(a+b)sin = k k=0, 1, 2, 3 ,單色平行光傾斜地射到光柵上,相鄰兩縫的入射光在入射到光柵前已有光程差 (a+b)sin0,(a+b)(sin sin0 )= k k=0, 1, 2, 3 ,例1. 用每厘米有5000條的光柵，觀察鈉光譜線，,最多能看到3級條紋。,問：1. 光線垂直入射時；2. 光線以30o角傾斜入射時，最多能看到幾級條紋？,在進入光柵之前有一附加光程差AB，所以：,2. 傾斜入射,如果有幾種單色光同時投射在光柵上，在屏上將出現(xiàn)光柵光譜。,二. 光柵光譜,例、波長為60

28、00的單色光垂直入射在一光柵上，第二級明紋出現(xiàn)在sin2=0.2處，第4級為第一個缺級。求(1)光柵上相鄰兩縫的中心距離是多少？(2)狹縫可能的最小寬度是多少？ (3)按上述選定的a、b值，實際上能觀察到的全部明紋數(shù)是多少？,解: (1),在-900sin900范圍內(nèi)可觀察到的明紋級數(shù)為 k=0,1, 2, 3, 5, 6, 7, 9,共15條明紋,例、一束平行光垂直入射到某個光柵上，該光束有兩種波長1=4400,2=6600實驗發(fā)現(xiàn)，兩種波長的譜線(不計中央明紋)第二次重合于衍射角=600的方向上，求此光柵的光柵常數(shù)d。,解：,1,2,第二次重合k1=6,k2=4,1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X 射線

29、。 X 射線是波長很短的電磁波。,X 射線的波長： 0.01 10nm,9-6 X 射線在晶體中的衍射,布喇格父子(W.H.Bragg, W.L.Bragg)對倫琴射線衍射的研究：,光程差 :,干涉加強條件（布喇格公式）：,討論：,1. 如果晶格常數(shù)已知，可以用來測定X射線的波長，進行倫琴射線的光譜分析。 2. 如果X 射線的波長已知，可以用來測定晶體的晶格常數(shù)，進行晶體的結構分析。,符合上述條件時，各層晶面的反射線干涉后將相互加強。,光的偏振,9-7,9-7 光的偏振,一、自然光和偏振光,1.橫波的偏振性,振動面：光的振動方向與光的傳播方向構成的平面。,偏振: 波的振動方向相對傳播方向的不對

30、稱性。,光矢量 振動面,光的偏振態(tài): 光矢量在與光傳播方向垂直的 平面內(nèi)的振動狀態(tài)。,偏振方向:光矢量 的方向,一束自然光可分解為兩束振動方向相互垂直的、等幅的、不相干的光振動。,自然光的表示法：,光振動的振幅在垂直于光波的傳播方向上，既有時間分布的均勻性，又有空間分布的均勻性。,2.自然光,3. 線偏振光和部分偏振光,光波的光矢量方向始終不變，只沿一個固定方向振動。,線偏振光(完全偏振光),線偏振光的表示法：,部分偏振光是自然光與線偏振光的混合,部分偏振光可分解為兩束振動方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光。,部分偏振光的表示法：,部分偏振光的分解,部分偏振光,偏振度：,討論：,自然光強度,完全偏振光強度,完全偏振光,自然光,部分偏振光,起偏：使自然光（或非偏振光）變成線偏振光的過程。,檢偏：檢查入射光的偏振性。,1、偏振片的起偏和檢偏,將待檢查的入射光垂直入射偏振片，緩慢轉動偏振片，觀察光強的變化，確定光的偏振性