大學(xué)物理第九章光學(xué)

第五篇550nm650nm450nm023-11-112223--3-3-光學(xué)光學(xué)第九章本章內(nèi)容本章內(nèi)容光的干涉9－3光的衍射9－4光的偏振9－5第一節(jié)光的干涉ss9—3可見光：波長范圍在400～760nm之間紅外線：波長在760nm以上到600μm左右紫外線：波長在400nm以下到5nm左右1.光是一種電磁波光源光的相干性一、光波光矢量vme1OE光振幅I2Eo同一媒質(zhì)中的相對光強(qiáng)sEH可見光760400630600570500450430藍(lán)紅橙黃綠青紫真空中波長(nm)頻率(10Hz)147.503.955.004.765.266.006.676.98可見光波段普通發(fā)光體包含著大量分子或原子，各個分子或原子的輻射是彼此獨(dú)立的，其發(fā)出的光具有各種頻率.2.單色光3.復(fù)色光實(shí)際上頻率范圍較窄的光，就可以近似地認(rèn)為是單色光.光的頻率范圍越窄，其單色性越好.

具有單一頻率或波長的光稱為單色光.具有各種頻率的光稱為復(fù)色光.常用單色光源常用單色光源及波長(nm)632.8氦-氖激光器656.3486.1589.3546.1鈉燈汞燈氫燈514.5氬離子激光器488.0原子能級及發(fā)光躍遷基態(tài)激發(fā)態(tài)躍遷自發(fā)輻射這一躍遷過程所經(jīng)歷的時間很短，約為10-8s。

4.普通光源的發(fā)光特點(diǎn)P21

一個原子每一次發(fā)光只能發(fā)出一段長度有限、頻率一定和振動方向一定的光波，這一段光稱為一個波列。波列普通光源發(fā)光特點(diǎn)：各原子或分子所發(fā)出的光，即使頻率相同，但振動方向和相位卻是不相同的。從同一光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光，通過某種裝置分成兩束或多束光，使它們沿不同路徑傳播，然后再讓它們相遇，則在相遇區(qū)域中就能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象.

5.相干光的獲得頻率相同振動方向相同相位差恒定P原子自發(fā)輻射的間斷性和相位隨機(jī)性,不利于干涉條件的實(shí)現(xiàn).光干涉的必要條件相干光來自的光為s12s相干光(滿足光干涉條件)來自的光為s12s非相干光(不滿足光干涉條件)無干涉現(xiàn)象有干涉現(xiàn)象s12ss12s相干光與非相干光問題一用兩個獨(dú)立光源的光疊加為什么觀察不到干涉現(xiàn)象？問：答：兩個獨(dú)立光源發(fā)出光波的瞬息萬變，初相差光疊加區(qū)域任一點(diǎn)相位差的不穩(wěn)定程度，遠(yuǎn)超出人眼和普通檢測器的檢測能力。原子能級躍遷一次，約1010~108秒，產(chǎn)生一有限長波列。光疊加區(qū)中任意的某一點(diǎn)，此時若為隨機(jī)亮，下一瞬間可能變?yōu)殡S機(jī)暗，接著又...結(jié)果看不到干涉條紋。原子A隨機(jī)jA0原子BBj隨機(jī)0Dj隨機(jī)0也只能維持1010~108秒。某一隨機(jī)的產(chǎn)生的光干涉Dj0問題二來自同一原子發(fā)出的光波，分束后再疊加，問：為什么能產(chǎn)生干涉條紋？原子As1s2ss2s1、的光波，來自同一原子同一次躍遷，隨機(jī)初相相同，任何一次躍遷，初相差0P2rr1Dj0隨機(jī)jA0ss1s2s設(shè)在兩波疊加的波場中，任一點(diǎn)P處的相位差Dj光干涉為明處恒明，暗處恒暗，有穩(wěn)定的干涉條紋。取決于波程差r12rdP給定，該點(diǎn)的就恒定，d，答：疊加區(qū)中任一點(diǎn)，都能滿足相位差恒定條件。分波面與分振幅分振幅法薄膜單色點(diǎn)光源分波面法獲得相干光的兩類基本方法獲得相干光的兩類基本方法光程媒質(zhì)真空oln1n1lncnvllnlvcnlnlLln相當(dāng)于在真空中走多少路程？Lln光程光程光程差與相位差二、PABlln空氣~~n01水1l真空中光波波長光程BPLnlAPLn0ll(BPLAPLl光程差dn)1)相位差rj2pld兩束相干光干涉加強(qiáng)、減弱的條件干涉減弱暗紋干涉加強(qiáng)明紋干涉減弱暗紋干涉加強(qiáng)明紋透鏡無附加光程差FACBDEOrj0d0LABFEOFLCDFL即各路等光程平面波球面波會聚ssACOrj0d0ssALOssLCssL即各路等光程球面波發(fā)散會聚球面波理想透鏡不產(chǎn)生附加光程差續(xù)上ndsolABs未插入媒質(zhì)時，三路光線的光程相等n插入后，經(jīng)的n一路光與其它sAs兩路光之間的光程差均為dd()1n相位差為2prjld()1n托馬斯.楊托馬斯楊ThomasYoung1773-1829()s這是楊氏的手稿他用類似于水波干涉的原理,通俗地解釋他的雙孔光干涉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象三、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)托馬斯楊（英）于1801年用實(shí)驗(yàn)觀察到光的干涉現(xiàn)象。這是光的波動學(xué)說的有力證據(jù)之一。（分波陣面干涉）楊氏雙縫干涉lx1s2x1s2soIxrxx(兩列相干柱面波的干涉)可得到更佳效果的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)dDddxD條紋間距關(guān)系式s1dls2sDdr1r2xoXd12rr干涉條紋間距與xrlDd的關(guān)系1122330123123xl+kDdld+k()12k0,,k0為中央明紋xrxrd+2lk()12x2l+k()12Dd(k)12,無零級暗紋明紋條件暗紋條件續(xù)上光程差dddxDxrlDd條紋間距xr楊氏雙縫干涉主要公式ls1d2sDoxxrPxd在真空或空氣中相鄰條紋（明紋或暗紋）間距相鄰兩明條紋中心間的距離稱為條紋間距：討論2條紋間距與的關(guān)系;一定時，1條紋間距與的關(guān)系;一定時，

3條紋間距與的關(guān)系;一定時，結(jié)論干涉明暗條紋是等距離分布的，要使能夠用人眼分辨，必須使D足夠大，d足夠小，否則干涉條紋密集，以致無法分辨.

當(dāng)單色光入射時，若已知d和D值，可通過實(shí)驗(yàn)測出條紋間距，再根據(jù)可計(jì)算出單色光的波長。當(dāng)采用白光照射時，只有中央明紋是白色的(當(dāng)x=0，

對任一波長的光均是明條紋中心)，其余各級明條紋呈現(xiàn)由紫到紅的彩色條紋。例ls1d2soxP633nm0.5mmD3m已知xr？求解法提要條紋間距xrlDd30.51036331093.80103m3.80mm例d+2lk()12(k)12,無零級暗紋解法提要暗紋條件xl+D2k()12dl2dxD2k()1211.0741030.410322()140.6328106m632.8nms12soxP1234暗紋d0.4mmD2m已知x暗411.074mml求？四、等厚干涉（分振幅干涉）12n1n2n3e薄膜l平行平面膜的反射光干涉n1n2n3ePln1n3n21.01.51.5Sl劈尖干涉牛頓環(huán)分振幅干涉垂直入射1、平行平面膜的反射光干涉12n1n2n3e薄膜l取決于薄膜的厚度和折射率d02n2e12兩束反射光的光程差時計(jì)算要考慮兩個方面的因素:傳播光程差d0附加光程差可能還有d與反射時的半波損失因素有關(guān)要同時分析光在薄膜兩個界面反射時是否存在半波損失情況來決定:平行膜光從光疏媒質(zhì)的界面反射時,反射光有半波損失.光密如果12在界面上反射時的半波損失情況為稱為12其中之一有,另一沒有反射條件不同附加光程差dl2界面或121都沒有2都有稱為反射條件相同d0附加光程差界面空氣肥皂膜2n1n1.001.333n1.0012例如:反射條件不同dl2空氣油膜玻璃2n3n1n1.001.401.5012反射條件相同d0空氣光程差公式垂直入射時反射光干涉的光程差ddo+d2en2+反射條件相同02l不同反射條件相長干涉d2+k1lk()l2若相消干涉得極強(qiáng)得極弱非平行膜等厚干涉2、非平行膜干涉豎放肥皂膜空氣劈尖牛頓環(huán)現(xiàn)象:垂直入射垂直入射時非平行膜反射光干涉的光程差公式ddo+d2en2+反射條件相同02l不同反射條件仍然是平行膜的公式不同的是:平行膜的膜厚是常量e非平行膜的膜厚是空間變量e膜厚相同處形成同一級干涉條紋,稱為等厚干涉條紋但非平行膜的等厚干涉條紋生成在薄膜表面平面劈尖（1）平面劈尖（劈尖）交棱q楔角(劈尖角)n2折射率界面是平面媒質(zhì)透明楔角很小劈尖光程差n1n2n3ePlddo+d2en2+02l反射條件相同不同反射條件點(diǎn)處反射光干涉的光程差P明紋條件：dlk2l+k1()2d暗紋條件：,垂直入射時劈尖反射光干涉的光程差計(jì)算de隨變.干涉條紋是薄膜等厚點(diǎn)的軌跡.qn2n1n3相鄰條紋間距劈尖的等厚干涉條紋的間距常識：兩相鄰干涉條紋的光程差相差一個波長dk+1re2n2+02lek+1dk2n2+02lek(l2n2兩相鄰條紋間劈尖的厚度差l2n2re得又因rerlsinq得相鄰條紋間距rlresinq2n2sinqllqn2n1n3rlek+1ekre空氣劈尖空氣劈尖d2en2+02l反射條件相同不同反射條件n1n3n2不同反射條件n21.0且d2e+2l得2l+k1()2d暗紋：明紋：d,lke4lk21((((k1,2,...,e2lk得得((k0,1,...e交棱處空氣劈尖0反射光干涉總是得級暗紋0,這可作為半波損失的驗(yàn)證.,n1n3n21.01.51.5n1n3n21.01.51.5Sl01234512345條紋間距兩相鄰條紋間劈尖的厚度差得相鄰條紋間距l(xiāng)2rerlresinq2sinqll2n2re由rlresinq2n2sinql及n21.0因空氣劈尖n1n3n21.01.51.5Sln1n31.51.5rerlq增大則rlq變小,即條紋變密,當(dāng)大到一定程度時,條紋就會密到不能分辨.q平面檢驗(yàn)受檢平面質(zhì)量合格平晶平晶受檢元件受檢元件受檢平面質(zhì)量不合格應(yīng)用劈尖等厚干涉原理檢驗(yàn)光學(xué)元件的平面加工質(zhì)量劈尖等厚干涉的應(yīng)用干涉膨脹儀溫度改變，空氣層的厚度改變，將有條紋的移動.因此，測出條紋移動的數(shù)目，就可測出劈形膜下表面的升高量(即樣品尺寸的改變量)，由此可算出樣品的熱膨脹系數(shù).測量微小角度l劈尖角

例9-2把金屬細(xì)絲夾在兩塊平玻璃之間，形成空氣劈尖，如圖所示.金屬絲和棱邊間距離為D=28.880mm.用波長λ=589.3nm的鈉黃光垂直照射，測得30條明條紋之間的總距離為4.295mm，求金屬絲的直徑d.解：由圖示的幾何關(guān)系可得相鄰兩明條紋間距和劈尖角的關(guān)系為因?yàn)棣群苄∮谑怯信ｎD環(huán)干涉圖樣顯微鏡SL

M半透半反鏡（2）平面劈尖（劈尖）光程差明紋暗紋Rre暗環(huán)半徑明環(huán)半徑例9-3用鈉光燈的黃光(λ=589.3nm)做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)，測得第k級暗環(huán)的半徑,第(k+5)級暗環(huán)的半徑，求所用平凸透鏡的曲率半徑R和暗環(huán)的級數(shù)k.解：由暗環(huán)半徑公式將上面兩式平方后相減可得1.增透膜入射單色光在膜的兩個表面上反射的兩束光因干涉而互相抵消，這樣就可以減少光的反射，這種使透射光增強(qiáng)的薄膜就叫增透膜.

五、增透膜和增反膜應(yīng)用舉例平行膜干涉的應(yīng)用舉例防熱紅外線反射防可見光反射防反射膜(或增透膜)基本原理介質(zhì)膜2.增反膜與增透膜相反，若鍍膜層的厚度，恰好使單色光在膜的上、下表面上的反射光因干涉而加強(qiáng)，則這種使反射光加強(qiáng)的膜叫增反膜.

利用增反膜可制成反射率高達(dá)99％以上的反射式濾色片.高反射膜高反射膜反射率無膜5%玻璃單層增反膜~25%玻璃三層增反膜70%~玻璃15層增反膜99%玻璃三層膜取k1eiin求得各層最小值得eiin4l幾何厚度與折射率之積稱為光學(xué)厚度en結(jié)論:各膜層的最小光學(xué)厚度為4l三層增反射膜簡例ddl2dle13e2eIIIIII3n.2234n.1500n.0012n.3811n.223空氣玻璃nsz2MgFnszn疏密交替可使三層分別都滿足d+0diiid2l2eliin+k反射光相長干涉條件六、邁克爾遜干涉儀邁克耳遜干涉儀分束玻片補(bǔ)償玻片反射鏡反射鏡2MM1觀察屏入射光線邁克耳遜干涉儀光路原理圖俯視圖動鏡M1靜鏡M2M2微傾調(diào)整螺絲補(bǔ)償玻片微動手輪M1分束玻片光源S觀測屏第一節(jié)光的衍射ss9-4引言入射的水波障礙物繞射(衍射)到障礙物后方的水波入射的水波通過縫隙后的水波縫隙引言在機(jī)械波一章中我們介紹過惠更斯提出的子波概念,并用惠更斯原理定性解釋了水波的衍射現(xiàn)象.allla縫寬波長al的水波衍射現(xiàn)象al~~的水波衍射現(xiàn)象光波不是機(jī)械波,但實(shí)驗(yàn)證明光也有衍射現(xiàn)象.怎樣定量分析光的衍射現(xiàn)象?衍射現(xiàn)象光的衍射現(xiàn)象、光在傳播過程中遇到障礙物會明顯地偏離直線而進(jìn)入幾何陰影區(qū)的現(xiàn)象.針尖狹縫圓孔圓屏衍射屏(障礙物)入射光波衍射圖樣觀察屏菲涅耳光為什么在障礙物周圍產(chǎn)生明暗條紋?光為什么能繞過障礙物而在后面產(chǎn)生亮斑?Fresnel(1788-1827)菲涅耳(法)(1629-1695)惠更斯(荷)Huygens惠更斯的定性子波概念.菲涅耳的定量子波干涉原理.得到研究光的衍射現(xiàn)象的惠更斯-菲涅耳原理:*當(dāng)光通過較寬的狹縫時，在屏幕上映出單縫像，呈現(xiàn)為一寬帶。這時可認(rèn)為光是沿直線傳播的。如果縮小單縫的寬度，當(dāng)縫寬小到可以與波長相比擬(10-4m數(shù)量級以下)時，在屏幕上出現(xiàn)的亮帶雖然亮度降低，但寬度反而增大，甚至有一小部分光偏折到亮帶的兩側(cè)，呈現(xiàn)明暗相間的條紋。這種現(xiàn)象稱為光的衍射。一、光的衍射現(xiàn)象惠更斯-菲涅耳原理1.單縫衍射惠-菲原理的子波源.波面前方空間某一點(diǎn)的振動就是波陣面上任一點(diǎn)均可視為能向外發(fā)射子波到達(dá)該點(diǎn)的所有子波的相干疊加.PlP要求同學(xué)們掌握該定理所提出的主要概念衍射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)子波干涉惠更斯-菲涅耳原理2、兩類衍射菲涅耳衍射光源和(或)觀察屏距障礙物不是無限遠(yuǎn).sP夫瑯禾費(fèi)衍射光源及觀察屏距障礙物均為無限遠(yuǎn).(按光源-障礙物-觀察屏相對距離區(qū)分)兩類衍射條件實(shí)現(xiàn)sPf1f2L12L本課程只討論夫瑯禾費(fèi)衍射二、夫瑯和費(fèi)衍射單縫衍射sPL1a2Lf1f21、單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置衍射圖樣光強(qiáng)中央明紋單縫衍射圖樣的光強(qiáng)分布從寬為a的單縫的兩端點(diǎn)發(fā)出的子波到達(dá)P點(diǎn)的光程差

2、最大光程差3、菲涅耳半波帶法以單色光的波長的一半（）來劃分最大光程差，并假設(shè)恰好等于單色光半波長的整數(shù)倍，即

單縫子波無數(shù)個子波波源單縫衍射圖樣的明暗分布規(guī)律,是單縫處的入射波陣面上在不同方向上的光干涉結(jié)果.PqlfaO解算方法嚴(yán)格的積分法簡易的半波帶法我們只介紹最常用的半波帶法aql半波帶法213213引例:若某方向,兩端的子波光程差恰為alqd端l2l2此方向得暗紋.各對子波光程差均為l22121,...則上下兩半對應(yīng)的全部產(chǎn)生相消干涉.,半波帶半波帶半波帶半波帶單縫恰被分成兩個半波帶,,(又稱菲涅耳半波帶)半波帶法續(xù)上半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶ql2l2l2qa奇當(dāng)m明為數(shù)時得紋半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶不能被分成整數(shù)個半波帶的方向等得非明非暗推論:sind端aqlmm若為整數(shù)2半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶半波帶l2l2l2l2qa當(dāng)m偶得紋為數(shù)時暗qq強(qiáng)調(diào)暗紋暗紋關(guān)鍵是()213k,...,,k為暗紋級數(shù)sinaq+-klkll2l3231qqqaaa一級暗紋方向二級暗紋方向三級暗紋方向(2個半波帶)(4個半波帶)(6個半波帶)討論1）k=3時，單縫被分成三個半周期帶亮紋AA1與A1A2兩個對應(yīng)點(diǎn)子波光程差恒為。即到達(dá)P點(diǎn)的相位差為，因而對應(yīng)點(diǎn)子波的光強(qiáng)完全抵消。AA1與A1A2兩個半周期帶相互抵消，留下一半周期帶A2B的光未被抵消，于是P點(diǎn)處出現(xiàn)亮紋。2）k=4時，單縫被分成四個半周期帶縫長暗紋

AA1與A1A2、

A2A3與A3B對應(yīng)點(diǎn)子波光程差恒為。即到達(dá)P點(diǎn)的相位差為，因而對應(yīng)點(diǎn)子波的光強(qiáng)完全抵消。AA1與A1A2、A2A3與A3B兩兩半周期帶相互抵消，于是P點(diǎn)處出現(xiàn)暗紋。

個半周期帶中央明紋中心1）2）

單縫正好分為偶數(shù)個半周期帶，則所有半周帶發(fā)出的光成對地抵消，P點(diǎn)處出現(xiàn)暗紋。個半周期帶3）

單縫正好分為奇數(shù)個半周期帶，則必然留下一半周期帶的光未被抵消，于是P點(diǎn)處出現(xiàn)亮紋。結(jié)論單縫公式單縫衍射明紋估算式sinaql2+-2k+1()()213k,...,,k為明紋級數(shù)中央明紋1-+1332-2+2-1-+12+-+無論明紋或暗紋,其角分布均取決于比值lasinaq+-kl()213k,...,,k為暗紋級數(shù)單縫衍射暗紋公式4、光強(qiáng)分布縫寬因素波長一定,縫寬變窄時,同一級衍射花紋的衍射角變大.換言之，入射波面受限越嚴(yán)重，各級花紋的衍射角越大。lf波長因素550nm650nm450nm相對光強(qiáng)023qasinl-11-112223--3-3-l縫寬一定,波長越長,則各級衍射角越大,中央明紋越寬.波長討論（1）中央明紋的寬度第一暗紋距中心的距離中央明紋的寬度（2）其它各級明紋的寬度除中央明紋外，其它明紋的寬度相等，中央明紋的寬度為其它明紋寬度的兩倍。結(jié)論

例9-4已知單縫的寬度為0.6，會聚透鏡的焦距等于40cm，讓光線垂直入射單縫平面，在屏幕上x=1.4mm處看到明條紋極大，如圖所示.試求：(1)入射光的波長及衍射級數(shù)；(2)縫面所能分成的半波帶數(shù).解:

(1)根據(jù)單縫衍射明紋公式，有依題意，可得所以入射光線的波長為

即在可見光范圍內(nèi)400nm<λ<760nm，把一系列k的許可值代入上式中，求出符合題意的解

令k=1,求得λ=1400nm，為紅外光，不符合題意；令k=2,求得λ=840nm，仍為紅外光；令k=3,求得λ=600nm，符合題意；令k=4,求得λ=466.7nm，符合題意；令k=5,求得λ=380nm，為紫外光，不符合題意.所以本題有兩個解：波長為600nm的第三級衍射和波長為466.7nm的第四級衍射.單縫波面在波長為600nm時，可以分割成7個半波帶(2)單縫波面在波長為466.7nm時，可以分割成9個半波帶三、光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)

1.圓孔衍射

理論計(jì)算可得，愛里斑對透鏡光心的張角度的一半為:s艾里斑2.光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)

最小分辨角光學(xué)儀器分辨本領(lǐng)**提高光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)的方法：增大透鏡的直徑減小入射光的波長

1990年發(fā)射的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的凹面物鏡的直徑為2.4m，最小分辨角，在大氣層外615km

高空繞地運(yùn)行,可觀察130億光年遠(yuǎn)的太空深處,發(fā)現(xiàn)了500億個星系。大型天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡做得很大，是為了提高其分辨本領(lǐng).

例9-5

在正常照度下，設(shè)人眼的瞳孔直徑為3mm，人眼最敏感的波長為550nm。問：

(1)人眼的最小分辨角有多大?(2)若物體放在明視距離25cm處，則兩物點(diǎn)相距為多遠(yuǎn)時才能被分辨?

解：（1）人眼的最小分辨角（2）設(shè)兩物點(diǎn)的距離為

人眼的明視距離為l=25cm,則人眼的最小分辨角

所以兩物點(diǎn)相距大于0.058mm時，才能被人眼所分辨。

光柵衍射衍射光柵四、光柵透明不透明ab通常為1023~10mm數(shù)量級d光柵常數(shù):ab()+d動畫l光柵衍射包含單縫衍射和縫間子波相互干涉兩種因素光柵衍射現(xiàn)象單縫衍射因素(光柵中的任一條縫的衍射圖樣)每條單縫都在屏幕同一處產(chǎn)生同樣的單縫衍射圖樣縫與縫之間的子波干涉產(chǎn)生干涉條紋,縫數(shù)增多,縫間干涉出現(xiàn)的那些主要的明紋(主極大)的寬度變窄.縫數(shù)很多,縫間干涉形成一系列很細(xì)的主極大明紋(譜線),定性解釋N條理想無限細(xì)狹縫之間的干涉結(jié)果N條實(shí)際有限寬狹縫的單縫衍射與縫間干涉所產(chǎn)生的綜合效果光強(qiáng)光強(qiáng)N=2N=3N=4N=10N很大-2-1012sindlqsindlq-2-1012-3-434N=2N=3N=4N=10N很大即光柵N=1即單縫光柵方程ldfPOqqsinq為相鄰縫間各對應(yīng)子波沿方向的光程差qd主極大條件ksinq+l,213k()0,,,d光柵衍射的主極大公式光柵方程衍射角的測量2級--1級0級1級2級q光源狹縫透鏡光柵望遠(yuǎn)鏡物鏡平行光用分光計(jì)測量光柵衍射各級譜線的衍射角q波長l光柵d常數(shù)dsinq=lk+-衍射光譜

白光照射光柵中央零級條紋是由各色光混合而成仍為白光單色光的其他同級明條紋將在不同的衍射角出現(xiàn)，形成按遠(yuǎn)離中央明紋方向由紫到紅排列的彩色光帶，這些光帶的整體就叫做衍射光譜對于較高級數(shù)的光譜，會出現(xiàn)不同顏色的不同級數(shù)

光譜的重疊.

例9-6

波長為500nm及520nm的光照射到光柵常數(shù)為0.002cm的衍射光柵上.在光柵后面用焦距為2m的透鏡把光線會聚在屏幕上.求這兩種光線的第一級光譜線間的距離.解：根據(jù)光柵公式得由于φ角很小，所以因此，波長為520nm與500nm的兩種光線的第一級譜線間的距離為

第一節(jié)光的偏振ss9-5自然光自然光的表示符號（如太陽光、白熾燈光、氣體放電光源發(fā)光等）E橫截面光傳播方向光傳播方向在垂直于光傳播方向的任一橫截面內(nèi)，光振動矢量E各向出現(xiàn)概率均等各向振動的時間平均值相等E各振動之間無固定相位關(guān)系無一自然光偏振光、（1）自然光完全偏振光（又稱線偏振光或平面偏振光）完全偏振光完全偏振光的表示符號垂直于紙面振動E或E在紙面內(nèi)振動E光傳播方向橫截面E只沿某一方向振動即在任一橫截面上的振動軌跡是一條方位不變的直線E在傳播過程中振動始終保持在一個確定的平面內(nèi)E（2）偏振光部分偏振光部分偏振光在垂直于光傳播方向的任一橫截面內(nèi)，光振動矢量E各向出現(xiàn)概率均等其中某一方向振動的時間E平均值占相對優(yōu)勢各振動之間無固定相位關(guān)系無部分偏振光的表示符號垂直于紙面的振動占優(yōu)勢E或在紙面內(nèi)的振動占優(yōu)勢EE光傳播方向橫截面就在你身邊晴空（散射）部分偏振彩虹部分偏振（折射）水面反光（反射）部分或線偏振在你身邊的偏振光玻璃反光（反射）部分或線偏振地板、桌面、家具反光（反射）部分偏振3.14159265手機(jī)、計(jì)算器液晶顯示（晶體雙折射）線偏振1200:從自然光中獲得偏振光的過程叫起偏，所用的相應(yīng)的器件叫起偏器.

當(dāng)自然光照射在偏振片上時，它只讓某一特定方向的光通過，這個方向叫此偏振片的偏振化方向。1.起偏器2.偏振片某些物質(zhì)，例如硫酸金雞鈉鹼晶體，能吸收某一方向的光振動，而只讓與這個方向垂直的光振動通過.把這種晶體涂在透明薄片上，就成為偏振片。

3.偏振化方向二偏振片起偏和檢偏、偏振片用來獲得（或檢查）線偏振光的光學(xué)器件偏振器最常用的偏振器件偏振片電氣石（或二向色性晶體）對垂直于晶軸的光振動有強(qiáng)烈吸收作用選擇性吸收電氣石自然光線偏振光CC聚合乙烯醇膜上的蒸鍍在經(jīng)拉伸處理后也有很強(qiáng)的偏振片線偏振光自然光偏振化方向(透振方向)硫酸碘奎寧晶粒選擇性吸收本領(lǐng)起偏018090270透振方向偏振片(作起偏器)自然光線偏振光人眼不能鑒別光的偏振性,但可再用一個偏振片來鑒別.模擬演示018090270018090270自然光偏振片(作檢偏器)偏振片(作起偏器)檢偏現(xiàn)象模擬演示(office2003)兩偏振片的透振方向平行時,重疊區(qū)光強(qiáng)輸出最大.兩偏振片的透振方向正交時,重疊區(qū)光強(qiáng)輸出為零.起偏和檢偏起偏和檢偏自然光線偏振光PA起偏振器透振方向入射自然光光強(qiáng)出射線偏振光光強(qiáng)2sII0起偏振過程（起偏）sII0sI線偏振光線偏振光BP檢偏振器透振方向入射線偏振光光強(qiáng)I出射線偏振光光強(qiáng)由下述定律求解檢偏振過程（檢偏）I0I0I馬呂斯定律三、馬呂斯定律MMNNaOAAA振幅能通過BP的光振動A是cosaOAAAAOAcosa,20IIAOA2cosa2將分解為平行和垂直O(jiān)A于的分量NNA和AA不能通過BP馬呂斯定律0Icosa2I