大學(xué)物理--波動光學(xué)復(fù)習(xí)重點

1、期末復(fù)習(xí),第五篇 波動光學(xué)光的干涉光的衍射光的偏振,第21章光的干涉,一、相干光的條件:頻率相同 振動方向相同 恒定的相差,二、楊氏雙縫干涉,明暗條件強度分布,,1、明暗條件：,中，影響“ ? ”的因素,幾何路程 r1 , r2,介質(zhì) “ n ”,S1 , s2 處的位相,,直接由位相反映,由光程反映,半波損失,注意(1),,,,(2) 動態(tài)反映,（A）裝置放入介質(zhì)中,（B）點光源不放中間

2、:（如右上圖）,,例1：雙縫一縫前若放一云母片，原中央明紋處被第7級明紋占據(jù)。,已知：,解：,求：云母片厚度,插入云母片條紋為何會移動？,光程差改變了。,0級明紋移到那里去了？,上面去了。,條紋級數(shù)增高一級則光程差增大幾個 ？,一個 。,光程差改變,,,3,,例2：中央‘O’ 點為 k=2 級明紋求： 與 之差,屏上條紋的位置,,零級明紋的位置,,插入薄片 e 條紋如何移動？,,若O點

3、為k=- 3 級明紋，求 n,,,,,例 3、將一微波探測器放于湖邊，探測器的位置在水面 上方0.5m處,當(dāng)一顆輻射 21cm 波長的射電星從地平線上緩慢升起時,探測器接收到的射電波強度將依次出現(xiàn)極大、極小，問當(dāng)此探測器收到第一個極大時，該射電星處于水平面上方什么角度？,,,,,,,,解,2、求光強的方法,,解析法振幅矢量迭加,,,,,三、薄膜干涉,1、等傾干涉,2、等厚干涉,,動態(tài)反映,動態(tài)反映：d? 等傾條紋（同心圓）外冒,上板

4、向上平移條紋向棱邊移動,??,條紋變密并向棱邊移動,,光垂直入射時 ( i = 0 ),3、牛頓環(huán):,,模具,例3、（1）如何判 斷鏡頭太平 或太凸？,輕壓一下鏡頭， 條紋會移動,變薄，內(nèi)縮 鏡頭太平(圖 b)。,變薄，外冒 鏡頭太凸 (圖 c )。,（2）圖 b、波長?，求空氣隙最大厚度,數(shù)得中心點為： k=3 級暗紋,透鏡向上平移,氣 隙變

5、厚條紋內(nèi)縮. 變薄，條紋外冒,動態(tài)反映,,,,例4、牛頓環(huán)如圖示情況,明暗條紋如何分布?,4、邁克耳遜干涉儀,,M1 與 M2 嚴(yán)格垂直——等傾干涉M1 與 M2 不垂直——等厚干涉,條紋移動 N 條，光程差改變 N? ，可動鏡移動,1、單縫衍射,,,討論：（1）縫上、下移動，中央明紋的位置變否？,（2）縫寬增加為原來的 3 倍，問 I0 及 sin?1 如何變化？,不變,,一、夫瑯和費衍射,強度,第22章光的衍射(無數(shù)

6、子波干涉的結(jié)果),中央明紋,2、雙縫衍射,,強度 受單縫衍射的調(diào)制,缺級,整數(shù)比時，k 級明紋缺級，不止一條,注意 d 、 a 、? 、 對條紋的影響。,掌握課堂舉例。及22—9、10、11,3、多縫（光柵）衍射,條紋特點：主極大明亮、尖細(xì)，相鄰明紋間有寬廣的暗區(qū)（N-1個極小，N-2個次極大）,主極大（明紋）的位置：,強度,寬度,缺級,注意 （1）深刻領(lǐng)會“光柵方程”的意義,如：平行光斜入射的情況,（2

7、）最高級數(shù)：由 ?=900 求得，最后一條看不見,（3）總條紋數(shù)（所有可見明紋），若給出縫寬，注意 缺級現(xiàn)象,掌握課堂舉例及作業(yè),4、圓孔衍射,,,,,,,,,,,最小分辨角,分辨率（分辨本領(lǐng)）：,,,,問：孔徑相同的微波望遠(yuǎn)鏡與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡哪種分辨率高？,5、x 射線衍射(布喇格衍射),例5、光柵衍射強度分布如圖 ， 設(shè) 入= 600 nm 求：d、

8、a、 N及屏上條紋數(shù)目,解：,,屏幕上出現(xiàn)的全部明紋為,共13 條,例6 用每毫米有300條刻痕的衍射光柵來檢驗僅含有屬于紅和藍的兩種單色成分的光譜。已知紅譜線波長 在 范圍內(nèi)，藍譜線波長 在 范圍內(nèi)。當(dāng)光垂直 入射到光柵上時，發(fā)現(xiàn)在 角度處，紅藍兩譜線

9、同時出現(xiàn)。,(1)在什么角度下紅藍兩譜線還會同時出現(xiàn)?(2)在什么角度下只有紅譜線出現(xiàn)?,解：,（1）根據(jù),對紅光,對藍光,紅光最大級次：令,,即：紅4 藍6 還會重合,角度為,（2）因紅光最多只能看到4 級 ，且紅2，4與藍重合，故 純紅光譜的1、3級將出現(xiàn),,第23章 光的偏振,一、馬呂斯定律：,二、布儒斯特定律,三、雙折射,,,·,,,,,,,,,光軸,例6、用惠更斯原理作出雙折射光路圖,,,,,,

10、,,o光，振動方向垂直于主平面e光，振動方向平行于主平面,四、橢圓偏振光、圓偏振光,,線偏振光,,k奇數(shù)……k偶數(shù)……,正橢圓 圓,其它，斜橢圓,?/4 波片,?/2波片：自然光、線偏振光通過它后是什么光？,(加一偏振片后可產(chǎn)生干涉),線偏振光,,經(jīng) ?/2 波片：造成 ? 位相差，仍是線偏振光,經(jīng) ?/4 波片：造成 ?/2 位相差，是橢圓偏振光,自然光,,經(jīng) ?/2 波片：還是自然光,經(jīng) ?/4 波片：還是

11、自然光,例7、用一塊偏振片和一塊?/4 波片去鑒別：自然光、 部分偏振光、線偏振光、圓偏振光與橢圓偏振光,（1）先用一偏振片，光通過轉(zhuǎn)動的偏振片后,為部分偏振光或橢圓偏振光（無消光）,（2）再用 ?/4 波片及偏振片，進一步鑒別：,自然光,圓偏振光,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光強不變,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光強變，無消光,部分偏振光,橢圓偏振光,,光強變，有消光,光強變，有消光,為自然光或

12、圓偏振光,光強不變,光強改變,注意：（1）自然光與部分偏振光中兩垂直成分無恒定相位差、而圓和橢圓偏振光中兩垂直成分有恒定相位差。,（2）圓與橢圓偏振光（長軸或短軸平行于四分之一波片的光軸時）經(jīng)四分之一波片后， 兩垂直成分位相差改變,例8、楊氏雙縫干涉實驗中，加三個偏振片，偏振化方向為P2?P1， P0 與 P2 、 P1 成 450,討

13、論（1）屏上有無干涉條紋？,屏上無干涉條紋,（2）屏上各處偏振態(tài)如何？,,k?時，原明、暗紋處為線偏振光,(2k+1) ?/2時，為圓偏振光,其他值時，為橢圓偏振光,,無條紋,(5)若去掉所有的偏振片,屏上有無條紋?,有條紋,（3）屏前加偏振片 P3 ，且偏振化方向 P3 // P0 屏上有無條紋？,有條紋，條紋位置與原來同。,(4)若去掉 P0 , 屏上有無條紋?,例9、讓入射的平面偏振光依次通過偏振片 P1