大學(xué)物理：第12章 波動(dòng)光學(xué)4

期末考試時(shí)間：2015年1月15日14:00-16:00地點(diǎn)：海韻302復(fù)習(xí)：

惠更斯-菲涅耳原理—暗紋—明紋中心

—中央明紋中心1.明暗分布－半波帶法夫瑯禾費(fèi)單縫衍射

fφPxABOI0中央明紋中心光強(qiáng)其中2.光強(qiáng)分布－振幅矢量法（旋轉(zhuǎn)矢量法）3.中央明紋的寬度—兩個(gè)第一級(jí)暗紋間的距離角寬度線(xiàn)寬度§12-8

光柵衍射縫寬：b;縫數(shù)：N光柵常數(shù)：d;光柵：由大量等寬、等間距的平行狹縫所組

成的光學(xué)元件透射光柵、反射光柵CPObddABC不考慮縫寬：多縫干涉相鄰兩縫光程差和相位差：*振幅A=?

旋轉(zhuǎn)矢量法A1A2A3AΔΦA(chǔ)NR光強(qiáng)：振幅：多縫干涉光強(qiáng)：令：（1）此時(shí)：零光強(qiáng)：極小各點(diǎn)光源發(fā)出的光的旋轉(zhuǎn)矢量在P()點(diǎn)形成封閉圖形，合矢量為零。令：（2）當(dāng)時(shí)，上式成立此時(shí)，光強(qiáng)極大：主極大極大、極小周期規(guī)律：相鄰主極大相鄰極小光強(qiáng)：在相鄰主極大v=mπ，v=(m+1)π之間，極?。愎鈴?qiáng)）所對(duì)應(yīng)的v為:共

N-1個(gè)而相鄰兩個(gè)極小之間必然還會(huì)出現(xiàn)極大——次極大次極大的數(shù)目為N-2

個(gè)屏上對(duì)應(yīng)不同角位置，將交替出現(xiàn)極大、極小總結(jié)：主極大角位置：——光柵方程極小角位置：次極大位置由決定，但當(dāng)N很大時(shí)，次極大的強(qiáng)度很弱，通常無(wú)法觀察到。主極大的角寬度：縫寬、光柵常數(shù)確定，僅縫數(shù)N變化N=1N=2N=3N=4N=5衍射對(duì)多縫干涉的影響雙縫單獨(dú)開(kāi)啟一縫：同時(shí)開(kāi)啟雙縫：相位差光強(qiáng)分布：雙縫干涉的光強(qiáng)分布將受到單縫衍射光強(qiáng)分布的調(diào)制對(duì)于N級(jí)光柵：光柵的多縫干涉條紋也將受到單縫衍射條紋的調(diào)制！缺級(jí)缺級(jí)現(xiàn)象：多縫干涉的主極大與單縫衍射極小的角

位置正好相同。光柵光譜：Mercurylightthroughadiffractiongrating解：（1）

由已知：（2）最多看到第7級(jí)主極大（2）求缺級(jí)缺級(jí)條件：因此在可觀察到的主極大中，第3、6級(jí)為缺級(jí)例設(shè)計(jì)一平面光柵，要求當(dāng)用白光垂直入射時(shí)，能在30o的衍射方向上看到600nm波長(zhǎng)的第二主極大，但在該方向上400nm波長(zhǎng)的第三主極大不出現(xiàn)。解：由光柵方程光柵常數(shù)：對(duì)，根據(jù)題意有（設(shè)b為縫寬）：k可取1、2k取1時(shí)：k取2時(shí)：作業(yè)：12-20、12-22

§12-10

光的偏振狀態(tài)

§12-11

偏振光的獲得與檢驗(yàn)馬呂斯定律

§12-12

反射和折射時(shí)光的偏振第三部分光的偏振非偏振光（自然光）完全偏振光部分偏振光線(xiàn)偏振光橢圓偏振光和圓偏振光光1.光的偏振性光是橫波光矢量（E）的各種振動(dòng)狀態(tài)偏振態(tài)：2.線(xiàn)偏振光與橢圓偏振光線(xiàn)偏振光光矢量在傳播過(guò)程中始終保持

在一個(gè)固定平面內(nèi)振動(dòng)垂直平行斜交yzyzy-z平面內(nèi)沿任一方向振動(dòng)的線(xiàn)偏振光兩個(gè)相互垂直、同頻率、同相位（或相位差為π）的線(xiàn)偏振光的疊加EyEz橢圓（圓）偏振光光矢量繞著光的傳播方向旋轉(zhuǎn)，光矢量端點(diǎn)的軌跡是一個(gè)橢圓（圓）；其旋轉(zhuǎn)角速度對(duì)應(yīng)光的角頻率。yz右旋yz左旋橢圓（圓）偏振光兩個(gè)相互垂直、同頻率、相位差確定的線(xiàn)偏振光的疊加當(dāng)時(shí)為橢圓偏振光當(dāng)，且振幅相等時(shí)為圓偏振光yz3.自然光與部分偏振光每個(gè)原子發(fā)射的光波列為一線(xiàn)偏振光自然光：大量原子隨機(jī)發(fā)射的光波列的集合，每個(gè)光波列的頻率、相位、振動(dòng)方向、波列長(zhǎng)度均不相同。就振動(dòng)方向而言，具有軸對(duì)稱(chēng)分布。一束自然光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直的、等輻的、不相干的線(xiàn)偏振光。自然光的圖示：yzyz部分偏振光光矢量的振動(dòng)方向不具有軸對(duì)稱(chēng)分布，而是在某一方向上占有優(yōu)勢(shì)。介于線(xiàn)偏振光與自然光之間的情形，可看成線(xiàn)偏振光與自然光的混合。

§12-11

偏振光的獲得與檢驗(yàn)馬呂斯定理偏振片偏振片：利用媒質(zhì)的光學(xué)不對(duì)稱(chēng)性制成的光學(xué)元件作用：從自然光獲得線(xiàn)偏振光各向異性通光方向P偏振光的通光方向(P)稱(chēng)為偏振化方向CP2BP1起偏與檢偏起偏器A：自然光A檢偏器馬呂斯定律考慮偏振光E=E0cos(ωt-2πx/λ)經(jīng)過(guò)一偏振片只有Ecos分量可通過(guò)PEEsinEcos馬呂斯定律:自然光入射，出射光強(qiáng)度為：I2P2I1P1I0例一束光是自然光和線(xiàn)偏振光的混合光，當(dāng)它垂直通過(guò)一偏振片后，隨著偏振片的偏振化方向取向的不同，出射光強(qiáng)度可以變化5倍。問(wèn)：入射光中自然光與線(xiàn)偏振光的強(qiáng)度各占入射光強(qiáng)度的比例為多少？解：由馬呂斯定律設(shè)I0、I1為入射光中自然光與線(xiàn)偏振光的強(qiáng)度由題意可知：解得：自然光所占比例：線(xiàn)偏振光占作業(yè)：12-29、12-30§12-12

反射和折射時(shí)的光的偏振布儒斯特定律i0i0rSRRn2n1

當(dāng)自然光以一定的入射角入射到兩種媒質(zhì)的表面時(shí)，反射光與折射光恰好垂直，此時(shí)反射光為垂直于入射面的線(xiàn)偏振光；折射光為部分偏振光，平行入射面的振動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。

相應(yīng)的入射角i0稱(chēng)為布儒斯特角。推導(dǎo)：由折射定律即結(jié)果

攝影用的偏光鏡為什么可以消除或減弱水和玻璃