光光柵及光的偏振

光光柵及光的偏振第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日課堂練習:波長600nm(1nm=10﹣9m)的單色光垂直入射到一光柵上，測得第二級主極大的衍射角為30°，且第三級是缺級．(1)光柵常數(shù)(a+b)等于多少？(2)透光縫最小寬度a等于多少？(3)在選定了上述(a+b)和a之后，求在衍射角-＜＜

能觀察到的主極大級次．解：

(1)由光柵方程(2)由于第三級缺級K’=1時最小寬度(3)k=3,6,9,…..缺級衍射角-＜＜可觀察到的全部主極大的級次k=-2,-1,0,1,2．共5條明紋第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日本次課的重點掌握光柵的分辨本領掌握X射線在晶格上的衍射公式理解自然光、線偏振光等的概念理解偏振光的獲得和檢驗方法掌握馬呂斯定律第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日光柵的分辨本領又稱為色分辨本領,用R表示,定義為推導:K;K;+可得光柵的分辯本領Resolvingpower波長的K”=(kN+1)級暗紋波長為+的第k級明紋瑞利準則:一條譜線的中心恰與另一條譜線的中心最近一個極小重合時,兩條譜線剛能區(qū)分.第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日例：鈉光的兩條譜線(1=589.0nm、2=589.6nm)，要在第三級譜線恰能把他們分辨出來，問光柵要有多少縫？327解：第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日課堂練習:光柵A的dA=2m,光柵寬度WA=4cm；

光柵B

的dB=4m,光柵寬度WB=10cm。現(xiàn)有波長為500nm和500.01nm的光垂直照射這兩塊光柵，選定在第二級工作。試問：能否分辨這兩條譜線？解：關鍵：使用光柵的分辨本領應大于或等于要分辨500nm和500.01nm這兩條譜線的分辨本領光柵的分辨本領:B光柵恰能分辨這兩條譜線A光柵則不能分辨.第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日課堂練習:光柵A的dA=2m,光柵寬度WA=4cm；現(xiàn)有波長為500nm和500.01nm的光垂直照射這兩塊光柵，選定在第二級工作。試問：這塊光柵將這兩條譜線分開多大的角度？能否分辨這兩條譜線？解：由光柵公式光柵AA光柵則不能分辨.第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日X射線的衍射

X射線KA1895年,倫琴(德),X射線管約0.01-10nm數(shù)量級的電磁波1912年,勞厄(德)實驗.OPP'EC勞厄斑晶體X射線第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日

布拉格公式

1913年,布拉格(英)父子實驗.dCOBA晶面間距d，掠射角，上下相鄰原子層反射線的光程差=AC+BC=2dsin

干涉加強：2dsin=k，k=1,2,3,….布拉格公式不同取向的原子層組如圖應用：測波長或測晶體的晶格常數(shù)第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日自然光和偏振光1.線偏振光E播傳方向振動面·面對光的傳播方向看線偏振光可沿兩個相互垂直的方向分解;兩個分量同頻率且位相差為0或EEyEx

yx光的橫波性,光的振動矢量(電矢量或光矢量)第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日線偏振光的表示法：·····光振動垂直板面光振動平行板面2.自然光沒有優(yōu)勢方向自然光的分解一束自然光可分解為兩束振動方向相互垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。自然光的表示法：···第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日3.部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解為兩束不等幅的、不相干振動方向相互垂直的線偏振光。部分偏振光的表示法：······平行板面的光振動較強垂直板面的光振動較強··第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日右旋圓偏振光y

yx

z傳播方向

/2x左旋圓偏振光E隨z的變化E04.圓偏振光橢圓偏振光左旋光和右旋光線偏振光沿兩個相互垂直的方向分解時兩個分量位相差為/2或3/2右旋橢圓偏振光左旋橢圓偏振光第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日線偏光在兩個互相垂直方向上的分量同頻率且有固定位相差時線偏振光線偏振光右旋橢圓偏振光左旋橢圓偏振光第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日偏振化方向自然光振線偏光偏振光的產(chǎn)生和檢驗

偏振片微晶型·非偏振光線偏振光光軸電氣石晶片··分子型xyzz線柵起偏器

入射電磁波起偏檢偏

偏振片作用：第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日.....起偏器檢偏器自然光線偏振光偏振光通過旋轉的檢偏器，光強發(fā)生變化第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日檢偏器偏振化方向AA0..起偏器檢偏器自然光線偏振光AIA00II0I=AA022馬呂斯定律=cosA02A022cosAA0=

檢偏器前偏振光振動方向與檢偏器偏振化方向之間的夾角馬呂斯定律第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日非偏振光I0線偏振光

IP偏振化方向(透振方向)I0IPPE0E=E0cos——消光···討論：第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日(3)用偏振器件分析、檢驗光的偏振態(tài)I?P待檢光

I不變？是什么光

I變，有消光？是什么光

I變，無消光？是什么光第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日例:用兩個偏振片平行放置作為起偏器和檢偏器,在它們的偏振化方向成30o角時,觀測一光源;再將夾角改為60o,換一個光源.兩次測得光強相等.求兩光源照起偏器的光強之比.解:設兩光源照射起偏器的光強分別為I1和I2.則起偏器后的光強分別為I1

/

2和I2

/

2.設檢偏器后的光強分別為I'1

和I'2.依照馬呂斯定律

依題意I'1=I'2

即第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日例:一束自然光入射到重疊起來的四片偏振片上,它們的偏振化依次順時針(迎著投射光看)偏開30o角.求入射光中有百分之幾的光強透過這組偏振片(不計偏振片的吸收).解:設入射光的光強為I0,透過第1、2、3、4片的光強分別為I1

、

I2、I3、

I4,I1=I0/2可見透射光強為入射光的21%.第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日例：光強的調制。在偏振化方向正交的起偏器M和檢器N之間，插入一片以角速度旋轉的理想偏振片P，入射自然光強為I0,試求由系統(tǒng)出射的光強是多少？利用偏振片P的旋轉可調制光信號???第28頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日???四明四暗.t=0°,90°,180°,270°時，輸出光強為零.t=45°,135°,225°,315°

時,輸出光強為.解:第29頁，共31頁，2023年，2月20日，星期日例．部分偏振光由自然光和線偏振光混合組成，今通過一偏振片觀察，當偏振片由對應最大亮度位置轉過60°時，光束亮度減為一半。求這部分偏振光中自然光與線偏光強度之比。解:設部分偏振光的光強為1，其中線偏光占x，則自然光為(1-x)對應最大亮度α=0°時α=60°時，由題知I1/2=I2

即解得x=0.5自然光強度：線偏振光強度=1：1第30頁，共31