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1、波动光学内容小结你现在浏览的是第一页，共52页1 1相干光的获得相干光的获得1.1 1.1 普通光源发光的特点普通光源发光的特点1）两光源或光源的不同部分发出的光为非相干光。）两光源或光源的不同部分发出的光为非相干光。2）一般光源发出的光为复色光。）一般光源发出的光为复色光。你现在浏览的是第二页，共52页1.2 1.2 相干光的获得相干光的获得分波阵面分波阵面分振幅分振幅12n1n2n3分波阵面：分波阵面：同一列光波的同一波阵面的不同部分发出同一列光波的同一波阵面的不同部分发出的两列子光波为相干光波。的两列子光波为相干光波。分振幅：分振幅：通过反射或折射的方法把同一列光波分成两列，通过反射或折
2、射的方法把同一列光波分成两列，这两列光波为相干光波。这两列光波为相干光波。你现在浏览的是第三页，共52页2.1 2.1 光程光程 光通过某一媒质的光程等于光在相同时间里在真空中光通过某一媒质的光程等于光在相同时间里在真空中所传播的几何路程所传播的几何路程:2.2.光程差与明暗条件光程差与明暗条件 2.2 2.2 光程差与明暗条件光程差与明暗条件 为光在真空中的波长为光在真空中的波长你现在浏览的是第四页，共52页2.3 2.3 等光程性等光程性 你现在浏览的是第五页，共52页3 3杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉 3.1 3.1 条纹的形成条纹的形成 由双缝由双缝s1和和s2发出的两相干光在屏幕上各点叠
3、加。发出的两相干光在屏幕上各点叠加。你现在浏览的是第六页，共52页3.2 3.2 光程差光程差3.3 3.3 明暗条件明暗条件你现在浏览的是第七页，共52页3.4 3.4 干涉条纹干涉条纹 以以O为中心，明暗相间，相互平行，等间距的条为中心，明暗相间，相互平行，等间距的条纹。纹。O为明条纹。相邻两明纹中心距离：为明条纹。相邻两明纹中心距离：x你现在浏览的是第八页，共52页4.1 4.1 等厚干涉的光程差及明暗条件等厚干涉的光程差及明暗条件 4.4.薄膜干涉（一）薄膜干涉（一）等厚干涉等厚干涉 e 12n你现在浏览的是第九页，共52页4.2 4.2 劈尖的干涉劈尖的干涉 明暗条件：明暗条件：你现
4、在浏览的是第十页，共52页 明暗相间，相互平行，等间距的条纹。相邻两明暗相间，相互平行，等间距的条纹。相邻两明纹中心距离：明纹中心距离：干涉条纹：干涉条纹：x你现在浏览的是第十一页，共52页4.3 4.3 牛顿环牛顿环 明暗条件：明暗条件：你现在浏览的是第十二页，共52页干涉条纹干涉条纹：以以O为圆心的明暗相间同心圆，相邻条纹不等间为圆心的明暗相间同心圆，相邻条纹不等间距，内疏外密。距，内疏外密。你现在浏览的是第十三页，共52页5.1 5.1 等倾干涉的光程差等倾干涉的光程差5.5.薄膜干涉（二）薄膜干涉（二）等倾干涉等倾干涉 5.2 5.2 等倾干涉条纹等倾干涉条纹条条纹纹的的形形状状决决定
5、定于于入入射射角角i相相同同的的光光线线汇汇聚聚点点的的轨轨迹迹明明暗暗相相间间的同心的同心圆圆。你现在浏览的是第十四页，共52页6.6.迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪你现在浏览的是第十五页，共52页你现在浏览的是第十六页，共52页1.1.惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理 光的衍射的实质光的衍射的实质光的衍射的实质：光的衍射的实质：惠惠更更斯斯-菲菲涅涅耳耳原原理理：波波传传播播到到各各点点，都都可可以以视视为为发发射射子子波波的的波波源源。从从各各点点发发出出子子波波，在在空空间间相相遇遇时时，也也可可相相互互迭迭加而产生干涉现象加而产生干涉现象多光束干涉多光束干涉 P你现在浏览的是第十七页
6、，共52页 任任意意P点点的的光光强强决决定定于于由由狭狭缝缝上上各各点点发发出出的的沿沿CP方方向向传传播播的的各各平平行行光光经经衍衍射射透透镜镜汇汇聚聚后后在在该该点点迭迭加加的的结结果。果。2.1 2.1 条纹的形成条纹的形成2.2.单缝夫琅和费衍射单缝夫琅和费衍射(b)S Pf O xC AB(a)你现在浏览的是第十八页，共52页2.2 2.2 光强分布光强分布O/a2/a3/a-/a-2/a-3/asinII0你现在浏览的是第十九页，共52页 Pf O xC(a)(b)2.3 2.3 明暗条件明暗条件你现在浏览的是第二十页，共52页 Pf O xC(a)(b)你现在浏览的是第二十一
7、页，共52页2.4 2.4 衍射图样衍射图样 以以O为对称，相互平行、明暗相间的条纹。各级明为对称，相互平行、明暗相间的条纹。各级明纹亮度不一，级数越大，亮度越小。纹亮度不一，级数越大，亮度越小。条纹宽度条纹宽度:Pf OC 0 1 x0 x1你现在浏览的是第二十二页，共52页 由圆孔上各点发出的沿由圆孔上各点发出的沿CP方向传播的各平行光经方向传播的各平行光经衍射透镜汇聚后在衍射透镜汇聚后在P点的迭加。点的迭加。3.1 3.1 条纹的形成条纹的形成3 3圆孔夫琅和费衍射圆孔夫琅和费衍射 S Pf O rC AB 你现在浏览的是第二十三页，共52页3.2 3.2 衍射图样衍射图样中心明斑（爱利
8、斑），两边明暗相间的同心圆。中心明斑（爱利斑），两边明暗相间的同心圆。(b)Pf O r1C 1(a)爱利斑半张角：爱利斑半张角：你现在浏览的是第二十四页，共52页4.4.几何光学与波动光学几何光学与波动光学圆孔衍射圆孔衍射几何光学几何光学:形成像形成像S波动光学波动光学:形成圆孔衍射图样形成圆孔衍射图样Sf S你现在浏览的是第二十五页，共52页几何光学几何光学:形成像形成像S波动光学波动光学:形成衍射图样形成衍射图样4.1 几何光学与波动光学几何光学与波动光学 几几何何光光学学是是波波动动光光学学在在衍衍射射物物尺尺寸寸远远大大于于光光的的波波长长条件下的条件下的近似近似。结论结论你现在浏览
9、的是第二十六页，共52页瑞利判据：瑞利判据：一一个个点点光光源源的的衍衍射射图图样样的的中中心心最最亮亮处处恰恰好好与与另另一一点点光光源源的的第第一一个个最最暗暗处处重重合合时时，则则这这两两个个点点光光源源刚好能被这个光学仪器分辨。刚好能被这个光学仪器分辨。刚能分辨刚能分辨最小分辨角最小分辨角角分辨率角分辨率4.2 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领你现在浏览的是第二十七页，共52页光学仪器的分辨本领：光学仪器的分辨本领：最小分辨角：最小分辨角：分辨率：分辨率：刚能分辨刚能分辨最小分辨角最小分辨角角分辨率角分辨率你现在浏览的是第二十八页，共52页5.1 5.1 条纹的形成条纹的形成 OP
10、LEGC 各各狭狭缝缝上上各各点点发发出出的的沿沿各各个个方方向向传传播播的的平平行行光光经经衍衍射透镜汇聚后在焦平面上各点迭加的结果。射透镜汇聚后在焦平面上各点迭加的结果。5.5.光栅衍射光栅衍射你现在浏览的是第二十九页，共52页6654321012345dsin/II105.2 5.2 光强分布光强分布 你现在浏览的是第三十页，共52页5.3 5.3 衍射图样衍射图样1）当）当P点的位置（由点的位置（由 决定）满足光栅方程：决定）满足光栅方程：则则P点为第点为第k级主极大。在此处形成一亮而细的条纹。级主极大。在此处形成一亮而细的条纹。相邻两主极大之间有相邻两主极大之间有N-1个暗纹中心，个
11、暗纹中心，N-2个次极大，个次极大，次极大的亮度比主极大小得多。次极大的亮度比主极大小得多。2）当）当P点的位置满足：点的位置满足：则则P点为暗纹中心。点为暗纹中心。你现在浏览的是第三十一页，共52页3 3）各级主极大的亮度不一样，光强受到单缝衍射图样）各级主极大的亮度不一样，光强受到单缝衍射图样的调制。若的调制。若P P点的位置（由点的位置（由 决定）同时满足：决定）同时满足：则位于则位于P点的第点的第k级主极大的亮度为零，该级主极大实级主极大的亮度为零，该级主极大实际观察不到，称为际观察不到，称为缺级。缺级。你现在浏览的是第三十二页，共52页5.4 5.4 光栅的分辩本领光栅的分辩本领你现
12、在浏览的是第三十三页，共52页6.1.6.1.劳厄的劳厄的X X射线衍射实验射线衍射实验晶体晶体立体光栅立体光栅(a)(b)6.X6.X射线衍射射线衍射你现在浏览的是第三十四页，共52页CABd1.1.只有满足反射定律的方向上可以得到强度最强的衍射线只有满足反射定律的方向上可以得到强度最强的衍射线2.2.相邻两个晶面反射的两条光干涉加强的条件为：相邻两个晶面反射的两条光干涉加强的条件为：布拉格公式布拉格公式 6.2 6.2 布拉格布拉格X X射线衍射实验射线衍射实验你现在浏览的是第三十五页，共52页你现在浏览的是第三十六页，共52页1.1 1.1 非偏振光（自然光）非偏振光（自然光）无论在哪一
13、个方向上光矢量的振动都不比其无论在哪一个方向上光矢量的振动都不比其它方向占优势。它方向占优势。1.1.光的偏振态光的偏振态1.2 1.2 线偏振光线偏振光你现在浏览的是第三十七页，共52页1.3 1.3 椭圆偏振光圆偏振光椭圆偏振光圆偏振光 光矢量在垂直于传播方向的平面内转动，其端点光矢量在垂直于传播方向的平面内转动，其端点轨迹为椭圆或圆。轨迹为椭圆或圆。1.4 1.4 部分偏振光部分偏振光 介于线偏振光与自然光之间的情形，可看成线偏振介于线偏振光与自然光之间的情形，可看成线偏振光与自然光的混合。光与自然光的混合。你现在浏览的是第三十八页，共52页2.1 2.1 偏偏振振片片：只只让让某某一一
14、方方向向的的光光振振动动的的分分量量通通过过而而吸吸收与这一方向相反的光振动分量。收与这一方向相反的光振动分量。2.2.马吕斯定律马吕斯定律2.2 2.2 马吕斯定律马吕斯定律I0I1I2P1P2你现在浏览的是第三十九页，共52页3 3反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振 i i rSRn1n2R3.1 3.1 反射光和折射光的偏振反射光和折射光的偏振你现在浏览的是第四十页，共52页3.2 3.2 布儒斯特定律布儒斯特定律当入射角满足：当入射角满足：i0+r=/2 i0i0rSRRn2n1 你现在浏览的是第四十一页，共52页4 4双折射现象双折射现象 光光进进入入各各向向异异性性的的媒媒质
15、质后后，折折射射光光分分裂裂称称为为两两束束沿沿不不同同方方向向传传播播的的光光线线。其其中中一一束束满满足足折折射射定定律律，这这束束光光线线称称为为寻寻常常光光（o光光），另另一一束束光光线线不不满满足足折折射射定律，称为定律，称为非寻常光（非寻常光（e光）。光）。o光e光4.1 4.1 双折射现象双折射现象 你现在浏览的是第四十二页，共52页4.2 4.2 用惠更斯原理分析双折射现象用惠更斯原理分析双折射现象 o光和光和e光的惠更斯子波的波面光的惠更斯子波的波面:o光波面光波面e光波面光波面光轴光轴vovevo你现在浏览的是第四十三页，共52页用惠更斯原理分析双折射现象用惠更斯原理分析双
16、折射现象:(:(作图）作图）你现在浏览的是第四十四页，共52页4.3 4.3 晶体偏振器晶体偏振器 尼科尔棱镜：尼科尔棱镜：你现在浏览的是第四十五页，共52页沃拉斯棱镜：沃拉斯棱镜：你现在浏览的是第四十六页，共52页格兰格兰.汤姆逊棱镜：汤姆逊棱镜：你现在浏览的是第四十七页，共52页5.1 5.1 椭圆椭圆(圆圆)偏振光的产生偏振光的产生 5 5椭圆椭圆(圆圆)偏振光偏振光 你现在浏览的是第四十八页，共52页1）1/4波片波片 5.2 5.2 波片波片 你现在浏览的是第四十九页，共52页2）1/2波片波片 你现在浏览的是第五十页，共52页6 6偏振光的干涉偏振光的干涉你现在浏览的是第五十一页，共52页CP1A2eOP2A1AeAoA2o你现在浏览的是第五十二页，共52页