光的衍射和固體介質(zhì)折射率的測量

光的衍射和固體介質(zhì)折射率的測量第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日一、光的衍射現(xiàn)象及其分類縫較大時，光是直線傳播的縫很小時，衍射現(xiàn)象明顯陰影屏幕屏幕光在傳播過程中遇到障礙物，能夠繞過障礙物的邊緣前進(jìn)這種偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射現(xiàn)象。第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日光源障礙物接收屏光源障礙物接收屏菲涅耳衍射夫瑯和費衍射光源—障礙物

—接收屏距離為有限遠(yuǎn)。光源—障礙物

—接收屏距離為無限遠(yuǎn)。第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日菲涅耳半波帶：用菲涅耳半波帶法解釋單縫衍射現(xiàn)象S*二、夫瑯禾費單縫衍射實驗裝置屏幕第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日ABafxCφφPφ第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日結(jié)論：分成偶數(shù)半波帶為暗紋。分成奇數(shù)半波帶為明紋。第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日討論：問題：當(dāng)φ增加時光強的極大值迅速衰減？Iaλ52aλ32aλ32aλ520sinφ第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日b為狹縫的寬度，λ為單色光的波長，當(dāng)β=0時，光強最大，稱為主極大，主極大的強度決定于光強的強度和縫的寬度。

衍射條紋的光強：第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日夫瑯禾費單縫衍射的簡化裝置第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日測量單縫到光電池的距離D，用卷尺測取相應(yīng)移動座間的距離即可；從分布曲線可得各級衍射暗條紋到明條紋中心的距離xk，求出同級距離xk的平均值，將xk和D值代入公式，計算出單縫寬度，用不同級數(shù)的結(jié)果計算b的平均值。選擇暗條紋第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日二、實驗儀器調(diào)試及縫寬測量1、WJF型數(shù)字式檢流計調(diào)試開機(jī)預(yù)熱——調(diào)零——選擇量程檔位——測量時衰減旋鈕旋至校準(zhǔn)位置。2、測量單縫衍射一維光強分布隨位置x的關(guān)系按圖4-5-3搭好實驗裝置；調(diào)節(jié)二維調(diào)節(jié)架，調(diào)節(jié)狹縫寬度，使其在小孔屏上形成良好的衍射光斑；調(diào)整一維光強測量裝置，使光電探頭中心與衍射光斑同高度；檢查光闌是否在豎直方向——一般要手動調(diào)節(jié)；開始測量，以等間隔步距測量，特別注意衍射光強最小及最大對應(yīng)的x值；繪制衍射光強I/I0與位置坐標(biāo)x的關(guān)系曲線。3、根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算單縫寬度b用米尺測量光電接收器距離狹縫的距離D；根據(jù)b=kλD/x計算單峰寬度。第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日三、思考題（1）-（3）第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日實驗九固體介質(zhì)折射率的測量第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日[實驗?zāi)康腯1.學(xué)習(xí)偏振光基本知識。確定入射激光的偏振面和偏振片的偏振方向，并能調(diào)節(jié)出平行入射面或垂直入射面的偏振光；2.用布儒斯特定律測定玻璃的折射率。關(guān)于折射率測量的實驗方法——固體、液體牛頓環(huán)、分光計——棱脊分束、最小偏向角法、邁克爾遜干涉儀、高精度法布里-玻羅干涉儀等。第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日[實驗原理]當(dāng)一束自然光從空氣入射到折射率為n的玻璃表面時，反射光與折射光都是部分偏振光。由圖根據(jù)反射定律和折射定律可得，θi=θr。如果入射角θi滿足下式：tanθi=n

，則反射光成為完全的平面偏振光，其振動方向垂直于入射面，這個入射角就是布儒斯特角。Er/Ei=tg（θi-θt）/tg（θi+θt）第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日[實驗步驟]1．確定入射光的偏振面----具體實驗時可以省略此步。（a）測定半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光束和偏振片兩者的相對取向（即半導(dǎo)體激光器轉(zhuǎn)盤和偏振片轉(zhuǎn)盤位置角度讀數(shù)差）以使得偏振片與激光最強的偏振方向一致。在以下測量中，將偏振片和激光器當(dāng)作一個系統(tǒng)，需要旋轉(zhuǎn)時一起轉(zhuǎn)。

激光器角度/?偏振片角度/?光功率/μW相對取向/?0?(b)利用n=1.51樣品，調(diào)節(jié)入射角θB=arctan(1.51)=56.5°，同步調(diào)節(jié)激光及偏振片的度數(shù)，使得反射光對應(yīng)的光功率計顯示最小值，此時入射到樣品的光只存在P分量。偏振系統(tǒng)轉(zhuǎn)角/?0?10?20?………180?反射光功率/W第十六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期日根據(jù)確定的P分量對應(yīng)的偏振系統(tǒng)轉(zhuǎn)角，測量樣品的布儒斯特角。入射角/?51°52°53°54°55°56°57°58°59°60°光功率/W確定樣品的布儒斯特角