醫(yī)學(xué)物理第十三章波動(dòng)光學(xué)

1、第十三章 波動(dòng)光學(xué) 4侯吉旋東南大學(xué)菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射夫 瑯 禾 費(fèi) 衍 射光源、屏與縫相距無(wú)限遠(yuǎn)縫菲 涅 耳 衍 射縫光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射END夫 瑯 禾 費(fèi) 單 縫 衍 射（衍射角 ：向上為正，向下為負(fù)）菲涅耳波帶法衍射角干涉相消(暗紋)干涉加強(qiáng)(明紋)（介于明暗之間） 個(gè)半波帶 個(gè)半波帶中央明紋中心（ 個(gè)半波帶） 光強(qiáng)分布干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）圓孔衍射艾里斑：艾里斑直徑光柵 等寬度、等距離的狹縫排列起來(lái)的光學(xué)元件.衍射角光柵衍射條紋的形成光柵常數(shù)：光柵常數(shù)衍射角b ：透光部分的寬度b ：不透光部分的寬度明紋位置相鄰兩縫間的光程差： 光柵的衍射條紋

2、是衍射和干涉的總效果光的波動(dòng)性 光的干涉、衍射 .光波是橫波 光的偏振 .機(jī)械橫波與縱波的區(qū)別機(jī)械波穿過(guò)狹縫符號(hào)表示一自然光 偏振光 自然光 ：一般光源發(fā)出的光，包含各個(gè)方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等 . 注意 各光矢量間無(wú)固定的相位關(guān)系 . 二互相垂直方向是任選的 .振動(dòng)面 偏振光（線偏振光）符號(hào)表示光振動(dòng)只沿某一固定方向的光 . 部分偏振光 ：某一方向的光振動(dòng)比與之垂直方向上的光振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)的光為部分偏振光 .符號(hào)表示二偏振片 起偏與檢偏 二向色性 : 某些物質(zhì)能吸收某一方向的光振動(dòng) , 而只讓與這個(gè)方向垂直的光振動(dòng)通過(guò), 這種性質(zhì)稱(chēng)二向色性 . 偏振片 ： 涂有二向色性材料的透

3、明薄片 . 起 偏 偏振化方向 ： 當(dāng)自然光照射在偏振片上時(shí)，它只讓某一特定方向的光通過(guò)，這個(gè)方向叫此偏振片的偏振化方向 .偏振化方向起偏器檢偏器 檢 偏起偏器NM三馬呂斯定律（1880 年）檢偏器起偏器NM 馬呂斯定律 例 有兩個(gè)偏振片,一個(gè)用作起偏器, 一個(gè)用作檢偏器當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為 時(shí) , 一束單色自然光穿過(guò)它們, 出射光強(qiáng)為 ； 當(dāng)它們偏振化方向間的夾角為 時(shí)，另一束單色自然光穿過(guò)它們 , 出射光強(qiáng)為 , 且 . 求兩束單色自然光的強(qiáng)度之比 . 解 設(shè)兩束單色自然光的強(qiáng)度分別為I10 和 I20 . 經(jīng)過(guò)起偏器后光強(qiáng)分別為 和經(jīng)過(guò)檢偏器后 在兩塊正交偏振片p1,p3 之間插入

4、另一塊偏振片p2 ，光強(qiáng)為I0 的自然光垂直入射于偏振片p1 ，討論轉(zhuǎn)動(dòng)p2 透過(guò)p3 的光強(qiáng)I與轉(zhuǎn)角的關(guān)系 .討論若 在 間變化， 如何變化？END 入射面 入射光線和法線所成的平面 . 反射光 部分偏振光，垂直于入射面的振動(dòng)大于平行于入射面的振動(dòng) .光反射與折射時(shí)的偏振空氣玻璃 折射光 部分偏振光，平行于入射面的振動(dòng)大于垂直于入射面的振動(dòng) . 理論和實(shí)驗(yàn)證明：反射光的偏振化程度與入射角有關(guān) .布儒斯特定律（1812年）反射光為完全偏振光，且振動(dòng)面垂直入射面，折射光為部分偏振光當(dāng) 時(shí)，玻璃空氣(1)反射光和折射光互相垂直 .討論 (2)根據(jù)光的可逆性，當(dāng)入射光以 角從 介質(zhì)入射于界面時(shí)，此

5、角即為布儒斯特角 .玻璃玻璃注意 對(duì)于一般的光學(xué)玻璃 , 反射光的強(qiáng)度約占入射光強(qiáng)度的7.5% , 大部分光將透過(guò)玻璃.利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光討論討論光線的反射和折射(起偏角 ) 討論 如圖的裝置 為偏振片，問(wèn)下列三種情況，屏上有無(wú)干涉條紋？無(wú)（兩振動(dòng)互相垂直）(1)去掉 保留(2)去掉 保留(3) 都保留無(wú)（兩振動(dòng)互相垂直）有 例 一自然光自空氣射向一塊平板玻璃，入射角為布儒斯特角 ,問(wèn) 在界面 2 的反射光是什么光？1空氣玻璃2 注意：一次起偏垂直入射面的振動(dòng)僅很小部分被反射（約15%）所以反射偏振光很弱 .一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)生偏振光.1空氣玻璃2END 偏振光通過(guò)某些物質(zhì)后，其振動(dòng)面將以光的傳播方向?yàn)檩S線轉(zhuǎn)過(guò) 一定的角度. 旋光現(xiàn)象 旋光物質(zhì)能產(chǎn)生旋光現(xiàn)象的物質(zhì).（如石英晶體、糖溶液、酒石酸溶液等）一 旋光現(xiàn)象旋光晶體單色光對(duì)于旋光性物質(zhì)的溶液 設(shè) 為偏振光通