波動(dòng)光學(xué)的教案

波動(dòng)光學(xué)的教案第1頁(yè)/共176頁(yè)217世紀(jì)明確形成了兩大對(duì)立學(xué)說(shuō)牛頓惠更斯19世紀(jì)初證明了波動(dòng)說(shuō)的正確性光到底是什么？由于波動(dòng)說(shuō)沒(méi)有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說(shuō)一直占上風(fēng)微粒說(shuō)它可以說(shuō)明光的反射和折射規(guī)律，并認(rèn)為光在水中的傳播速度比空氣中的速度大。波動(dòng)說(shuō)它能解釋光的反射和折射規(guī)律，并能說(shuō)明雙折射現(xiàn)象，但是認(rèn)為光在水中的傳播速度比空氣中的速度小。19世紀(jì)末光電效應(yīng)現(xiàn)象使得愛(ài)因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說(shuō)：光具有粒子性，這里的光子完全不同于牛頓所說(shuō)的“微?！薄５?頁(yè)/共176頁(yè)3光矢量vme1OE光振幅sEH光波是電磁波第3頁(yè)/共176頁(yè)4已知O點(diǎn)振動(dòng)表達(dá)式y(tǒng)0=Acos

t

y0表示振動(dòng)方向上的位移，A是振幅，w是角頻率或叫圓頻率。O點(diǎn)振動(dòng)傳到P點(diǎn)需要時(shí)間x/u，相位落后x/u，故P點(diǎn)的振動(dòng)為此式是沿x軸正方向傳播的平面簡(jiǎn)諧波的表達(dá)式，稱為平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)。tTyOuxyOx簡(jiǎn)諧波的傳播第4頁(yè)/共176頁(yè)5式中稱為波數(shù)，表示在2米內(nèi)所包含的完整波的數(shù)目。簡(jiǎn)諧波的傳播第5頁(yè)/共176頁(yè)6一般情況下坐標(biāo)原點(diǎn)的振動(dòng)應(yīng)寫(xiě)為平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)為平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)的復(fù)數(shù)表示該復(fù)數(shù)的實(shí)部才是我們關(guān)心的平面簡(jiǎn)諧波波函數(shù)?；蛘吆?jiǎn)諧波的傳播第6頁(yè)/共176頁(yè)71.當(dāng)x一定時(shí)，波函數(shù)表示了距原點(diǎn)為x

處的質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移。即x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。2.當(dāng)t一定時(shí)，波函數(shù)表示了給定時(shí)刻O(píng)x軸上各質(zhì)點(diǎn)的位移分布情況。3.當(dāng)t和x都變化時(shí)，波函數(shù)表示了所有質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的整體情況。tTyO4.x前的負(fù)號(hào)表示波沿x軸正方向傳播，稱為右行波；若波沿x軸負(fù)方向傳播，負(fù)號(hào)改為正號(hào)，即為左行波。uxyOx波函數(shù)的物理意義第7頁(yè)/共176頁(yè)8任何發(fā)光的物體都可以叫光源。太陽(yáng)、蠟燭的火焰、白熾燈、日光燈，……按照光的激發(fā)方式，光源可分為兩類：E1E2能級(jí)躍遷輻射

熱光源：利用熱能激發(fā)的光源:白熾燈光源

冷光源：利用化學(xué)能、電能或光能激發(fā)的光源電致發(fā)光：各種氣體放電管（日光燈、水銀燈）內(nèi)的發(fā)光過(guò)程是靠電場(chǎng)來(lái)補(bǔ)給能量。光致發(fā)光：某些物質(zhì)如堿土金屬的氧化物和硫化物等，在可見(jiàn)光或紫外線照射下被激發(fā)而發(fā)光，稱為光致發(fā)光。在外界光源移去后，立刻停止發(fā)光的，稱為熒光物質(zhì)；在外界光源移去后，仍能持續(xù)發(fā)光的，稱為磷光物質(zhì)。第8頁(yè)/共176頁(yè)9760400630600570500450430藍(lán)紅橙黃綠青紫真空中波長(zhǎng)(nm)頻率(10Hz)147.503.955.004.765.266.006.676.98可見(jiàn)光和白光第9頁(yè)/共176頁(yè)10632.8656.3486.1589.3546.1氦-氖激光器鈉燈汞燈氫燈常用單色光源及波長(zhǎng)(nm)單色光：具有一定波長(zhǎng)的光第10頁(yè)/共176頁(yè)11簡(jiǎn)諧平面波：?jiǎn)紊钠叫泄饪梢钥醋魇呛?jiǎn)諧平面波，設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)o處的光振動(dòng)為:單色光波及其描述空間任意一點(diǎn)P的振動(dòng)為引入波矢量按照光學(xué)里的習(xí)慣寫(xiě)法,第11頁(yè)/共176頁(yè)12復(fù)數(shù)形式：復(fù)振幅復(fù)振幅單色光波及其描述空間任意一點(diǎn)P的振動(dòng)為簡(jiǎn)諧平面波：球面波：第12頁(yè)/共176頁(yè)131、介質(zhì)中的光速和波長(zhǎng)：光程（opticalpath)真空中：介質(zhì)中：光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)介質(zhì)折射率：，n大—光密介質(zhì)；n小—光疏介質(zhì)第13頁(yè)/共176頁(yè)14

真空中光波傳播距離l，形成的相位差··lab

媒質(zhì)中形成相同的相位差所需要的傳播距離為x··cenx光程：光傳播的路程與所在介質(zhì)折射率的乘積將媒質(zhì)中的路程折算成真空中的路程，以便比較在多種介質(zhì)中傳播時(shí)：光程第14頁(yè)/共176頁(yè)15光程差：相位差：ABCllnSl14l3l2l單色點(diǎn)光源SACLlSBCLl1++3lnl+2l4l)光程+l1+3lnl()12l4l光程差相位差2pl光程差第15頁(yè)/共176頁(yè)16FF透鏡可以改變光線的傳播方向，但是在光路中放入薄透鏡不會(huì)引起附加的光程差。波陣面波陣面光程物象之間的等光程性。第16頁(yè)/共176頁(yè)17光強(qiáng)：光波的平均能流密度即為光強(qiáng)在考察同一種介質(zhì)中光強(qiáng)的相對(duì)分布時(shí)，常將上式表示為：第17頁(yè)/共176頁(yè)18設(shè)兩列同頻光波由各自的光源出發(fā)，分別傳播了r1和r2到達(dá)P點(diǎn)相遇，則在P點(diǎn)引起的全振動(dòng)振幅為：點(diǎn)P的光強(qiáng)為：光的干涉第18頁(yè)/共176頁(yè)19光強(qiáng)分布的基本公式干涉項(xiàng)由光波的疊加而引起光強(qiáng)重新分布的現(xiàn)象，稱為光的干涉相干疊加：干涉項(xiàng)不為零的疊加。在相干疊加時(shí),合成光強(qiáng)在空間形成強(qiáng)弱相間的穩(wěn)定分布。光的干涉第19頁(yè)/共176頁(yè)20兩列光波的頻率相同（否則，干涉項(xiàng)為零）存在互相平行的振動(dòng)分量具有固定的相位關(guān)系相干條件光強(qiáng)決定于干涉項(xiàng)中的[k2r2k1r1]因子光程差在相遇處各點(diǎn)的光強(qiáng)決定于兩列光波到達(dá)該點(diǎn)的光程差。第20頁(yè)/共176頁(yè)21分振幅法薄膜單色點(diǎn)光源分振動(dòng)面法分波前法獲得相干光波的方法分波前法分振幅法分振動(dòng)面法第21頁(yè)/共176頁(yè)22第六節(jié)分波前干涉（楊氏實(shí)驗(yàn)）第22頁(yè)/共176頁(yè)23楊氏實(shí)驗(yàn)（雙縫實(shí)驗(yàn)）托馬斯·楊（ThomasYoung，1773—1829）于1801年進(jìn)行了一次光的干涉實(shí)驗(yàn)，即著名的楊氏雙孔干涉實(shí)驗(yàn)，并首次肯定了光的波動(dòng)性。后來(lái)的歷史證明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)完全可以躋身于物理學(xué)史上最經(jīng)典的前五個(gè)實(shí)驗(yàn)之列。

楊氏實(shí)驗(yàn)開(kāi)啟了波動(dòng)光學(xué)的大幕。第23頁(yè)/共176頁(yè)24光程差楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置p第24頁(yè)/共176頁(yè)25p楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)—明暗條紋的位置亮條紋暗條紋第25頁(yè)/共176頁(yè)26楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)—明暗條紋的位置條紋間距第26頁(yè)/共176頁(yè)27(1)

一定時(shí)，若變化,則將怎樣變化？楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)—干涉條紋特點(diǎn)楊氏干涉可用于測(cè)量波長(zhǎng)，是光的波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。第27頁(yè)/共176頁(yè)28(2)一定時(shí),雙縫間距2a與的關(guān)系如何？楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)—干涉條紋特點(diǎn)第28頁(yè)/共176頁(yè)29半波損失：光由光速較大的介質(zhì)射向光速較小的介質(zhì)時(shí)，反射光位相突變.PML勞埃德鏡第29頁(yè)/共176頁(yè)30P雙鏡第30頁(yè)/共176頁(yè)31例題1、楊氏實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為0.45mm,使用波長(zhǎng)為540nm的光觀測(cè)。（1）要使光屏上條紋間距為1.2mm，光屏應(yīng)離雙縫多遠(yuǎn)？（2）若用折射率為1.5、厚度為9.0μm的薄玻璃片遮蓋狹峰S2，光屏上干涉條紋將發(fā)生什么變化？

解：(1)根據(jù)光屏上干涉條紋間距的表達(dá)式：(2)遮蓋玻璃后，中央亮紋的光程差表示為：中央亮紋的光程差滿足：第31頁(yè)/共176頁(yè)32例2:在楊氏實(shí)驗(yàn)中雙縫的間距為0.20mm，光屏與狹縫的距離為50cm,測(cè)得光屏上相鄰亮條紋的間距為1.5mm。求光波的波長(zhǎng)。解:由式得第32頁(yè)/共176頁(yè)33例3在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)=589.3nm的納燈作光源，屏幕距雙縫的距離d’=800mm，問(wèn)：(1)當(dāng)雙縫間距１mm時(shí)，兩相鄰明條紋中心間距是多少？(2)假設(shè)雙縫間距10mm，兩相鄰明條紋中心間距又是多少？解：(1)d=1mm時(shí)

(2)d=10mm時(shí)

第33頁(yè)/共176頁(yè)34例4以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上，雙縫與屏幕的垂直距離為1m。(1)從第一級(jí)明紋到同側(cè)的第四級(jí)明紋間的距離為7.5mm，求單色光的波長(zhǎng)；(2)若入射光的波長(zhǎng)為600nm,中央明紋中心距離最鄰近的暗紋中心的距離是多少？解(1)(2)第34頁(yè)/共176頁(yè)351.干涉條紋的可見(jiàn)度（也稱襯比度或?qū)Ρ榷龋㊣min

=0時(shí),清晰度為最好,V=1Imax

=Imin

時(shí),干涉條紋消失,V=0定義對(duì)干涉條紋可見(jiàn)度的分析第35頁(yè)/共176頁(yè)362.空間相干性光源上邊緣到P點(diǎn)的光程差由于a、b遠(yuǎn)小于R，所以即所以由零級(jí)亮紋條件，即

=0時(shí)，得對(duì)干涉條紋可見(jiàn)度的分析第36頁(yè)/共176頁(yè)37同理，光源下邊緣有零級(jí)亮條紋寬度光屏上出現(xiàn)干涉條紋的條件是即對(duì)有一定寬度的光源，縫寬2a滿足條件才能在光屏上得到可見(jiàn)度不為零的干涉條紋。第37頁(yè)/共176頁(yè)38由于波長(zhǎng)存在一定范圍,干涉條紋之間發(fā)生相對(duì)位移k級(jí)亮條紋中心位置k級(jí)亮紋寬度當(dāng)即可見(jiàn)度為零kc級(jí)亮紋光程差所以3.光源的非單色性對(duì)干涉條紋的影響第38頁(yè)/共176頁(yè)394.時(shí)間相干性普通光源所發(fā)出的光波列長(zhǎng)度為（0為相干時(shí)間，l0為相干長(zhǎng)度）

干涉的必要條件是波列的兩部分到達(dá)相遇點(diǎn)光程差應(yīng)小于波列長(zhǎng)度l0波列越長(zhǎng)，光場(chǎng)的時(shí)間相干性越好?？梢?jiàn)度不為零的光程差的上限即是波列長(zhǎng)度l0，于是第39頁(yè)/共176頁(yè)40波列長(zhǎng)度與譜寬的反比關(guān)系波列長(zhǎng)度l0與光源波長(zhǎng)范圍成反比，光源的單色性越好，波長(zhǎng)范圍就越小，波列就越長(zhǎng)，光場(chǎng)的時(shí)間相干性就越好。第40頁(yè)/共176頁(yè)41例3.借助濾光片從白光中取得藍(lán)綠色光作為楊氏干涉裝置的光源，其波長(zhǎng)范圍=100nm，平均波長(zhǎng)0=490nm，試計(jì)算從第幾級(jí)開(kāi)始條紋變得無(wú)法分辨？解一：令1和2為兩極端波長(zhǎng)，則=1-21和2對(duì)應(yīng)的k級(jí)極大的位置分別為：當(dāng)該條紋的寬度大于或等于平均波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的條紋間距時(shí)，干涉條紋變得不可分辨,即所以k級(jí)干涉極大條紋所占的寬度為：第41頁(yè)/共176頁(yè)42例2如圖離湖面h=0.5m處有一電磁波接收器位于C

，當(dāng)一射電星從地平面漸漸升起時(shí)，接收器斷續(xù)地檢測(cè)到一系列極大值.已知射電星所發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)為20.0cm,求第一次測(cè)到極大值時(shí)，射電星的方位與湖面所成的角度.ACB12第42頁(yè)/共176頁(yè)43解計(jì)算波程差A(yù)CB12極大時(shí)第43頁(yè)/共176頁(yè)44取

考慮半波損失時(shí)，附加波程差取均可，符號(hào)不同，取值不同，對(duì)問(wèn)題實(shí)質(zhì)無(wú)影響.注意ACB12第44頁(yè)/共176頁(yè)45第七節(jié)分振幅干涉第45頁(yè)/共176頁(yè)461n2np1n光疏到光密反射光相位有變p特別對(duì)正入射或掠入射情況空氣油膜玻璃2n3n1npp例一:玻璃3n1n例二:空氣玻璃2np稱界面反射條件附加相位差pp0附加光程差d2l2l0相同r稱附加相位差p附加光程差2l2l00p界面反射條件不同dr半波損失第46頁(yè)/共176頁(yè)471n3n2n膜層esPisin1n2nsinrBeCABcosrtgAC2erDAACsiniDAiCrB傳播光程差+ABBC()1nAD2n△反射光干涉薄膜干涉—等傾干涉第47頁(yè)/共176頁(yè)48由于存在半波損失干涉加強(qiáng)和減弱條件加強(qiáng)減弱等傾干涉第48頁(yè)/共176頁(yè)49光程差是入射角i的函數(shù)，這意味著對(duì)于同一級(jí)條紋具有相同的傾角，故這種干涉稱為等傾干涉。垂直入射時(shí)：等傾干涉—干涉條紋的分布和變化iiiisf1n3n2ne點(diǎn)光源的等傾干涉條紋第49頁(yè)/共176頁(yè)50

形狀：一系列同心圓環(huán)，r環(huán)=ftgi

條紋間隔分布：內(nèi)疏外密等傾條紋

條紋級(jí)次分布：e一定時(shí)

波長(zhǎng)對(duì)條紋的影響：

膜厚變化時(shí),條紋的移動(dòng)：等傾干涉—條紋特點(diǎn)第50頁(yè)/共176頁(yè)51例:在水面上飄浮著一層厚度為0.316m的油膜，其折射率為1.40。中午的陽(yáng)光垂直照射在油膜上，問(wèn)油膜呈現(xiàn)什么顏色？空氣油膜水12解:由圖知光1和光2的光程差為油膜顏色是干涉加強(qiáng)光波顏色滿足或當(dāng)k=1時(shí)，干涉加強(qiáng)的波長(zhǎng)為當(dāng)k=2時(shí)，干涉加強(qiáng)的波長(zhǎng)為

=0.590m當(dāng)k=3時(shí)，干涉加強(qiáng)的波長(zhǎng)為

=0.354m只有l(wèi)=0.590m的光處于可見(jiàn)光范圍，所以油膜呈黃色。第51頁(yè)/共176頁(yè)52例1：在白光下，觀察一層折射率為

1.30的薄油膜，若觀察方向與油膜表面法線成30o角時(shí)，可看到油膜呈藍(lán)色（波長(zhǎng)為

4800?

），（1）試求油膜的最小厚度；（2）如果從法向觀察，反射光呈什么顏色?解:（1）試求油膜的最小厚度：需考慮半波損失。根據(jù)明紋條件k=1時(shí)有第52頁(yè)/共176頁(yè)53從法向觀察，i=0:k=1時(shí)：綠色光紫外光，不可見(jiàn)k=2時(shí)：（2）如果從法向觀察，反射光呈什么顏色?第53頁(yè)/共176頁(yè)54例2用波長(zhǎng)為的單色光觀察等傾條紋,看到視場(chǎng)中心為一亮斑,外面圍以若干圓環(huán),如圖所示.今若慢慢增大薄膜的厚度,則看到的干涉圓環(huán)會(huì)有什么變化?解:由薄膜的折射率n和折射角r表示的等傾條紋明環(huán)的條件知，當(dāng)r=0時(shí)，級(jí)次最高，且滿足:這對(duì)應(yīng)于中心亮斑，kc是它的級(jí)次.第54頁(yè)/共176頁(yè)55kc是中心亮斑的級(jí)次.e

逐漸增大

中心：暗亮暗中心級(jí)數(shù)：2kc

2

kc+12kc+2中心每冒出一個(gè)亮斑（kc=1），就意味著薄膜厚度增加，并且第55頁(yè)/共176頁(yè)56①增透膜；②增反射膜在透鏡表面涂上一層薄膜，當(dāng)薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波長(zhǎng)的1/4時(shí)，從薄膜前后兩表面反射回來(lái)的光的路程差恰好等于半個(gè)波長(zhǎng)，它們干涉相消，減小了反射光的能量，增強(qiáng)了透射光的能量，稱為增透膜。等傾干涉—應(yīng)用第56頁(yè)/共176頁(yè)57反射光干涉相消時(shí)膜的最小厚度為即光學(xué)厚度為某一波長(zhǎng)的1/4時(shí)，則膜為該波長(zhǎng)的增透膜此時(shí)透射光增強(qiáng)或光學(xué)厚度等傾干涉—應(yīng)用玻璃MgF2光在膜的上下表面反射時(shí)都有半波損失38.1=n第57頁(yè)/共176頁(yè)58例2:在玻璃表面鍍上一層MgF2薄膜，使波長(zhǎng)為λ=5500?的綠光全部通過(guò)。求：膜的厚度。解一：使反射綠光干涉相消；由反射光干涉相消條件取k=0MgF2玻璃n2=1.38n1=1.50n0=1

=2n2

e=(2k+1)λ/2n0=1

12n1n2第58頁(yè)/共176頁(yè)59解二:使透射綠光干涉相長(zhǎng)，由透射光干涉加強(qiáng)條件：12n2n1n0=1取k=0問(wèn)題：此時(shí)反射光呈什么顏色？由2n2e=kλλ1=2n2e=8250?取k=1λ2=2n2e/2=4125?取k=2反射光呈現(xiàn)紫藍(lán)色。第59頁(yè)/共176頁(yè)60反射率無(wú)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①增透膜；②增反射膜等傾干涉—應(yīng)用第60頁(yè)/共176頁(yè)61ZnSMgF2高反射膜光在每層膜的上下表面反射時(shí)只有一個(gè)面有半波損失第一層最小光學(xué)厚度為第二層最小光學(xué)厚度為即每層膜的光學(xué)厚度都為/4時(shí)，可得到該波長(zhǎng)的高反射膜等傾干涉—應(yīng)用第61頁(yè)/共176頁(yè)62如果入射角i不變，則干涉條紋僅由膜厚e決定。膜上厚度相同的位置有相同的光程差對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋，固稱為薄膜等厚干涉。

令i=0（垂直入射），則：加強(qiáng)減弱薄膜干涉—等厚干涉第62頁(yè)/共176頁(yè)63空氣劈尖介質(zhì)劈尖薄膜干涉—等厚干涉單色光源自然光第63頁(yè)/共176頁(yè)64條紋分布特點(diǎn)①條紋形狀：與棱邊平行等間距的直條紋②相鄰明條紋（或暗條紋）之間劈尖的厚度差：③相鄰明條紋（或暗條紋）之間的間距：明紋暗紋ekek+1le薄膜干涉—等厚干涉第64頁(yè)/共176頁(yè)65[例1]為測(cè)定Si上的SiO2厚度d，可用化學(xué)方法將SiO2膜的一部分腐蝕成劈尖形?，F(xiàn)用λ=5893A的光垂直入射,觀察到7條明紋,，問(wèn)d=?

(已知Si:n1=3.42，SiO2:n2=1.50)SiO2Si解：上下面都有半波損失因棱邊處對(duì)應(yīng)于k=0，故

d

處明紋對(duì)應(yīng)于

k=6第65頁(yè)/共176頁(yè)66[例2]一束平行的鈉黃光（λ=5890A）沿水平方照射在垂直方向的楔形肥皂膜上，膜頂部反射的光是暗紋，在膜上有五條明紋，第五條明條紋的中心位于膜的底部，求肥皂膜底部的厚度h，水的折射率n=1.33。h解：膜頂部h=0,但因半波損失λ／2光程差，故暗紋設(shè)底部厚度為h,則兩相干光的光程差為：由題知第66頁(yè)/共176頁(yè)67erR光程差：暗環(huán)：第k級(jí)暗環(huán)半徑薄膜干涉—等厚干涉—牛頓環(huán)明環(huán)條紋特點(diǎn)中心暗點(diǎn)；中心級(jí)序低；中心疏邊緣密第67頁(yè)/共176頁(yè)68

測(cè)量細(xì)絲直徑、小角度：（1）用于精密測(cè)量

測(cè)量膜厚（例題1）（2）檢測(cè)精密機(jī)械零件表面的光潔度待測(cè)工件平玻璃測(cè)量裝置干涉條紋等厚干涉的應(yīng)用第68頁(yè)/共176頁(yè)69例3為了測(cè)量金屬細(xì)絲的直徑，把金屬絲夾在兩塊平玻璃之間，形成劈尖，如圖所示，如用單色光垂直照射，就得到等厚干涉條紋。測(cè)出干涉條紋的間距，就可以算出金屬絲的直徑。某次的測(cè)量結(jié)果為：?jiǎn)紊獾牟ㄩL(zhǎng)

=589.3nm,金屬絲與劈間頂點(diǎn)間的距離L=28.880mm，30條明紋間的距離為4.295mm,求金屬絲的直徑D？LD第69頁(yè)/共176頁(yè)70解相鄰兩條明紋間的間距其間空氣層的厚度相差為/2于是其中為劈間尖的交角，因?yàn)楹苄。源霐?shù)據(jù)得第70頁(yè)/共176頁(yè)71邁克耳孫干涉儀分束玻片補(bǔ)償玻片反射鏡反射鏡2MM1觀察屏入射光線三、邁克爾孫干涉儀：第71頁(yè)/共176頁(yè)72等傾干涉光路2MM12M相當(dāng)于平行平面空氣膜干涉等厚干涉光路M12M2M相當(dāng)于空氣劈尖干涉等傾干涉等厚干涉第72頁(yè)/共176頁(yè)73吐級(jí)dM11M1M2M2M1MM2與之間的平行空氣膜產(chǎn)生的等傾干涉條紋1M1M2ldN若平移d使空氣膜加厚時(shí)吐出了N級(jí)條紋.則1M加厚時(shí)吐出第73頁(yè)/共176頁(yè)74吞級(jí)2MM11M1M2Md1M1M2ldN若平移d使空氣膜減薄時(shí)吞進(jìn)了N級(jí)條紋.則1M減薄時(shí)吞進(jìn)第74頁(yè)/共176頁(yè)75光的干涉小結(jié)分波面干涉（楊氏實(shí)驗(yàn)）分振幅干涉（薄膜干涉）

等傾干涉（厚度不變，點(diǎn)光源）

等厚干涉（厚度變化，平行光）第75頁(yè)/共176頁(yè)76第八節(jié)光的衍射惠更斯-菲涅耳原理第76頁(yè)/共176頁(yè)77波的衍射p第77頁(yè)/共176頁(yè)78*S衍射屏觀察屏a

10-3a光在傳播過(guò)程中，繞過(guò)障礙物的邊緣而偏離直線傳播的現(xiàn)象，稱為光的衍射現(xiàn)象。*S衍射屏觀察屏LL小孔衍射單縫衍射光的衍射現(xiàn)象當(dāng)障礙物的線度接近光的波長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象尤其顯著。

（a

<0.1mm）第78頁(yè)/共176頁(yè)79菲涅耳補(bǔ)充：從同一波陣面上各點(diǎn)發(fā)出的子波是相干波。

——1818年惠更斯：光波陣面上每一點(diǎn)都可以看作新的子波源，以后任意時(shí)刻，這些子波的包跡就是該時(shí)刻的波陣面。

——1690年惠更斯解釋不了光強(qiáng)明暗分布！惠更斯—菲涅耳原理第79頁(yè)/共176頁(yè)80波傳到的任何一點(diǎn)都是子波的波源，各子波在空間某點(diǎn)的相干疊加，就決定了該點(diǎn)波的強(qiáng)度。惠更斯—菲涅耳原理QdS·pnrRS比例系數(shù)傾斜因子Q點(diǎn)的復(fù)振幅面元在點(diǎn)P的光振動(dòng)的復(fù)振幅：面元的面積：正比面元的復(fù)振幅：正比到面元的距離：反比對(duì)面元的傾角：有關(guān)與面元的相位差：有關(guān)第80頁(yè)/共176頁(yè)81QdS·pnrRS菲涅耳衍射積分公式（知覺(jué)和猜想）惠更斯—菲涅耳原理rPnQdS基爾霍夫平面屏衍射理論，得到：第81頁(yè)/共176頁(yè)82：傾斜因子沿原波傳播方向的子波振幅最大子波不能向后傳播惠更斯---菲涅耳原理第82頁(yè)/共176頁(yè)83根據(jù)光源、衍射縫和屏三者的相對(duì)位置分為兩大類。PKS菲涅耳衍射K夫瑯和費(fèi)衍射PK實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的夫瑯和費(fèi)衍射衍射現(xiàn)象的分類第83頁(yè)/共176頁(yè)84第九節(jié)單縫和圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射第84頁(yè)/共176頁(yè)85AaBfopφ當(dāng)衍射角φ=0時(shí)，中央亮紋；對(duì)衍射角φ

，兩邊緣光線A、B的光程差是△=BC=asinφ

單縫夫瑯禾費(fèi)衍射—實(shí)驗(yàn)裝置*Sc第85頁(yè)/共176頁(yè)86A點(diǎn)和B點(diǎn)在P點(diǎn)引起振動(dòng)的相位差為單縫夫瑯禾費(fèi)衍射—強(qiáng)度分布公式APABA0RPaqCBAo第86頁(yè)/共176頁(yè)87主極大（中央明紋中心）位置極?。ò导y）位置：K表示極小值的級(jí)序第一極小單縫夫瑯禾費(fèi)衍射—強(qiáng)度分布公式(或)相同點(diǎn)的光強(qiáng)相同，亮暗條紋平行于單縫。第87頁(yè)/共176頁(yè)880.0470.0170.0470.017次極大位置y2=yy1

=tgo2--2次極大的強(qiáng)度0.047I00.017I00.008I01I/I00單縫夫瑯禾費(fèi)衍射—強(qiáng)度分布公式在光強(qiáng)的一階導(dǎo)數(shù)為零處，出現(xiàn)光強(qiáng)的極值。第88頁(yè)/共176頁(yè)89λΔxI0x1x2衍射屏透鏡觀測(cè)屏Δx0f暗紋在焦平面上的位置主極大的角寬度:點(diǎn)O到第一暗條紋中心的角距離,稱為主極大的半角寬度次極大的角寬度單縫夫瑯禾費(fèi)衍射—強(qiáng)度分布公式第89頁(yè)/共176頁(yè)90sin次極大角寬度只有主極大角寬度的一半。中央亮條紋的寬度等于各次極大亮紋寬度的兩倍，且絕大部分光能都落在了中央亮條紋上。由暗紋滿足的關(guān)系：對(duì)于確定的k和，a越小，相應(yīng)的各級(jí)條紋衍射角越大，衍射現(xiàn)象越明顯；反之，a越大，衍射角越小，各級(jí)條紋向中央明條紋靠近。當(dāng)a>>時(shí)，0，衍射現(xiàn)象可忽略，各級(jí)條紋并入中央，形成第一明條紋，即狹縫通過(guò)透鏡所成的像；即光線直線傳播。單縫夫瑯禾費(fèi)衍射—條紋特點(diǎn)縫寬a對(duì)衍射圖樣的影響：第90頁(yè)/共176頁(yè)91艾里斑儀器孔徑相對(duì)光強(qiáng)曲線1.22(/D)sinf1I/I00艾里斑的角半徑圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射艾里斑上集中了光能的83.8%第91頁(yè)/共176頁(yè)92式中為圓孔的直徑，若為透鏡的焦距，則艾里斑的半徑為：圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射EdfDL2第92頁(yè)/共176頁(yè)93物點(diǎn)A像A'

L物點(diǎn)像L2L1f2f1b艾里斑與光學(xué)系統(tǒng)第93頁(yè)/共176頁(yè)94幾何光學(xué):波動(dòng)光學(xué):光的衍射現(xiàn)象限制了光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)光學(xué)系統(tǒng)的分辨本領(lǐng)物點(diǎn)像點(diǎn)物(物點(diǎn)集合)像(像點(diǎn)集合)(經(jīng)透鏡)物點(diǎn)像斑物(物點(diǎn)集合)像(像斑集合)(經(jīng)透鏡)第94頁(yè)/共176頁(yè)95s1s2D**愛(ài)里斑能分辨不能分辨恰能分辨瑞利判據(jù)第95頁(yè)/共176頁(yè)96s1s200D**在恰能分辨時(shí)，兩個(gè)點(diǎn)光源在透鏡前所張的角度，稱為最小分辨角0最小分辨角人眼瞳孔：D=2~6mm;0=68~23望遠(yuǎn)鏡：

DM=6m;0

=0.023第96頁(yè)/共176頁(yè)97最小分辨角的倒數(shù)稱為光學(xué)儀器的分辨率例題：汽車(chē)二前燈相距1.2m，設(shè)

=600nm，人眼瞳孔直徑為

5mm。問(wèn)：對(duì)迎面而來(lái)的汽車(chē)，離多遠(yuǎn)能分辨出兩盞亮燈？解：人眼的最小可分辨角01.2m最小分辨角天文望遠(yuǎn)鏡需要很大的鏡頭直徑！第97頁(yè)/共176頁(yè)98例.在通常的明亮環(huán)境中，人眼瞳孔的直徑約為3mm，問(wèn)人眼的最小分辨角是多大？如果紗窗上兩根細(xì)絲之間的距離l=2.0mm，問(wèn)離紗窗多遠(yuǎn)處人眼恰能分辨清楚兩根細(xì)絲？解：以視覺(jué)感受最靈敏的黃綠光來(lái)討論，其波長(zhǎng)=550nm，人眼最小分辨角設(shè)人離紗窗距離為S，則恰能分辨:第98頁(yè)/共176頁(yè)99估算眼睛瞳孔艾里斑的大小解：人的瞳孔基本上是圓孔，直徑D在2mm~8mm之間調(diào)節(jié)，取波長(zhǎng)為0.55微米（綠光）D=5mm則眼睛瞳孔艾里斑的角半徑：眼睛焦距約為24mm，視網(wǎng)膜上艾里斑的半徑為：第99頁(yè)/共176頁(yè)100例：用波長(zhǎng)為546nm的綠色平行光垂直照射寬度為0.45mm的單縫,縫后放置一焦距為80cm的透鏡。求接收屏上得到的主極大的寬度。解:因主極大的半角寬度是第一暗條紋的衍射角0，近似等于/a。所以主極大的寬度為第100頁(yè)/共176頁(yè)101例:在圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射中，用波長(zhǎng)為500nm的單色平行光照射半徑為0.10mm的圓孔，若透鏡的焦距為0.50m，求接收屏上艾里斑的半徑；在其它條件都不變的情況下，只將圓孔的半徑變?yōu)?.0mm，問(wèn)艾里斑的半徑變?yōu)槎啻?？這兩個(gè)艾里斑上光強(qiáng)的比為多少？解:根據(jù)公式得可見(jiàn)，孔徑增大，艾里斑變小，衍射光的彌散程度也相應(yīng)減小了。第101頁(yè)/共176頁(yè)102入射光強(qiáng)為I0，則通過(guò)圓孔的光能流分別為因?yàn)榘锇呱霞辛斯饽艿?3.8%：光強(qiáng)之比為可見(jiàn)，當(dāng)圓孔徑增大10倍時(shí)，艾里斑的光強(qiáng)卻增大104倍。

第102頁(yè)/共176頁(yè)103第十節(jié)衍射光柵第103頁(yè)/共176頁(yè)104目錄一維平面透射光柵（B）光柵常量（A）光柵光強(qiáng)分布公式（B）光柵方程（A）譜線的缺級(jí)（A）光柵光譜（C）第104頁(yè)/共176頁(yè)105光柵定義：廣義：任何能夠等間隔地分割光波陣面的裝置都是衍射光柵。沙網(wǎng)、編的席子、扇子、眼睫毛……最簡(jiǎn)單：一組平行等寬等間隔的狹縫。種類：透射光柵反射光柵一維平面透射光柵—光柵第105頁(yè)/共176頁(yè)106光柵常量：d=a+b透光縫寬度a不透光縫寬度b光柵頻率光柵常量~10-3-10-2mm10cm寬的光柵總刻痕數(shù)N=104~105。一維平面透射光柵—光柵常量第106頁(yè)/共176頁(yè)107光柵衍射的實(shí)驗(yàn)裝置(c)N=3(f)N=20(a)N=1(b)N=2(d)N=5(e)N=6第107頁(yè)/共176頁(yè)108一個(gè)狹縫單獨(dú)存在時(shí)P點(diǎn)光振動(dòng)振幅:任意兩個(gè)相鄰狹縫上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的衍射線到達(dá)P點(diǎn)的光程差和位相差為:光柵衍射強(qiáng)度分布公式第108頁(yè)/共176頁(yè)109衍射因子干涉因子光柵衍射強(qiáng)度分布第109頁(yè)/共176頁(yè)110光柵衍射強(qiáng)度分布①.主極大的位置：N=5縫反射強(qiáng)度分布第110頁(yè)/共176頁(yè)111②.極小的位置：此時(shí)，I=0：干涉形成極小光柵衍射強(qiáng)度分布相鄰兩個(gè)主極大之間有(N-1)個(gè)極小值，(N-2)個(gè)次極大。K’01,2,…,N-1,NN+1,N+2,…,2N-12N極大,sin0/d2/d極小,sin/Nd,2/Nd,…,(N-1)/Nd(N+1)/Nd,(N+2)/Nd,…,(2N-1)/Nd第111頁(yè)/共176頁(yè)112③.缺極：?jiǎn)慰p衍射規(guī)律的調(diào)制，使有些主極大從接收屏上消失了，即發(fā)生了缺級(jí)現(xiàn)象。二者同時(shí)成立時(shí)I=0,缺極現(xiàn)象即如光柵衍射強(qiáng)度分布缺極第112頁(yè)/共176頁(yè)113sinφ0I單I0單-2-112(/a)單縫衍射光強(qiáng)曲線IN2I0單048-4-8sinφ(/d)單縫衍射

輪廓線光柵衍射光強(qiáng)曲線sinφN2sin2N/sin204-8-48(/d)多光束干涉光強(qiáng)曲線光柵衍射強(qiáng)度分布第113頁(yè)/共176頁(yè)1140級(jí)1級(jí)2級(jí)-2級(jí)-1級(jí)3級(jí)-3級(jí)白光的光柵光譜光柵光譜必須考慮單色光的疊加——導(dǎo)致實(shí)際觀測(cè)到的光顏色不再和上面的圖中顏色一樣。第114頁(yè)/共176頁(yè)115例:波長(zhǎng)為500nm的單色平行光垂直地照射在一光柵常量為2.0103cm的衍射光柵上。在光柵后面放置一焦距為2.0m的透鏡把衍射光會(huì)聚在接收屏上。求第一級(jí)譜線與第三級(jí)譜線之間的距離。解:設(shè)第一、三級(jí)譜線的衍射角分別為1和3

根據(jù)光柵方程，得第一、三級(jí)譜線離中央的距離分別為由于1和3都很小，故有第一、三級(jí)譜線之間的距離為第115頁(yè)/共176頁(yè)116例：用波長(zhǎng)為589.3nm的平行鈉黃光垂直照射光柵，光柵每毫米500條刻痕，且a=b，問(wèn)最多能觀察到幾條亮線？并求第一和第三級(jí)普線的衍射角。解：光柵常量：最多能觀察到的譜線條數(shù)：7條觀察到5條第116頁(yè)/共176頁(yè)117例：波長(zhǎng)為500nm的單色光垂直照射到長(zhǎng)度為5cm的光柵上，光柵每毫米600條刻痕，且d/a=3，求（1）單縫衍射的中央級(jí)大之間有幾條光譜線（2）一級(jí)光譜線的角位置解（1）第三極缺級(jí)單縫衍射中央主極大內(nèi)光譜線數(shù)為5條光柵方程中k=1（2）一級(jí)光譜線的角位置：第117頁(yè)/共176頁(yè)118第十一節(jié)衍射規(guī)律的應(yīng)用單縫衍射（艾里斑）衍射光柵（X射線衍射）第118頁(yè)/共176頁(yè)M.K.R?ntgen倫琴德國(guó)物理學(xué)家(1845-1923)X射線在晶體中的衍射X射線性質(zhì)：磁場(chǎng)或電場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是一種電磁波。穿透力很強(qiáng)，波長(zhǎng)很短~（10-3-10）nm一般情況下，衍射現(xiàn)象不明顯。第119頁(yè)/共176頁(yè)120勞厄斑點(diǎn)單晶片X射線照相底片X射線在晶體中的衍射勞厄斑

1912年德國(guó)慕尼黑大學(xué)的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授馮?勞厄用晶體中的衍射拍攝出X射線衍射照片。由于晶體的晶格常數(shù)約1nm，與X射線波長(zhǎng)接近，衍射現(xiàn)象明顯。第120頁(yè)/共176頁(yè)1211913年英國(guó)的布拉格父子，提出了另一種精確研究X射線的方法，并作出了精確的定量計(jì)算。由于父子二人在X射線研究晶體結(jié)構(gòu)方面作出了巨大貢獻(xiàn)，于1915年共獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。晶體是由彼此相互平行的原子層構(gòu)成。這些原子層稱作晶面。X射線會(huì)在不同的晶面上“反射”。布拉格公式X射線經(jīng)兩晶面“反射”后，兩束光的光程差為：干涉加強(qiáng)條件(布拉格公式)：第121頁(yè)/共176頁(yè)122X射線衍射的應(yīng)用材料學(xué)中的一些應(yīng)用：晶體結(jié)構(gòu)類型晶體結(jié)構(gòu)常數(shù)晶粒的尺寸多層膜的膜厚薄膜的應(yīng)力晶體取向的空間分布X射線在物理學(xué)，材料學(xué)，化學(xué)，生物學(xué)，醫(yī)學(xué)方面有非常廣泛的應(yīng)用。1953年英國(guó)的威爾金斯、沃森和克里克利用X射線的結(jié)構(gòu)分析得到了遺傳基因脫氧核糖核酸（DNA)的雙螺旋結(jié)構(gòu)，榮獲了1962年度諾貝爾生物和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。FeCothinfilms:annealingVSStructure第122頁(yè)/共176頁(yè)123干涉和衍射的區(qū)別與聯(lián)系本質(zhì)條紋處理方法相同點(diǎn)光波的相干疊加明暗相間考慮位相差、光程差總是同時(shí)存在區(qū)別干涉有限束光的疊加，是粗略的間距、光強(qiáng)均勻有限項(xiàng)求和衍射無(wú)窮次波的疊加，是精細(xì)的光強(qiáng)相對(duì)集中無(wú)窮項(xiàng)積分第123頁(yè)/共176頁(yè)124液晶顯示器§14-13光的偏振態(tài)

偏振眼鏡第124頁(yè)/共176頁(yè)125kk2.

線偏振光(平面偏振光)偏振現(xiàn)象(偏振光)E播傳方向振動(dòng)面·面對(duì)光的傳播方向看3.

自然光：光振動(dòng)對(duì)傳播方向是軸對(duì)稱的，在各方向上光振動(dòng)的大小相等，具有這種特點(diǎn)的光稱為自然光。第125頁(yè)/共176頁(yè)1264部分偏振光

振動(dòng)狀態(tài)介于自然光和線偏振光之間的光。部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解為兩束振動(dòng)方向相互垂直的、不等幅的、不相干的線偏振光。部分偏振光的表示法：······平行板面的光振動(dòng)較強(qiáng)垂直板面的光振動(dòng)較強(qiáng)··第126頁(yè)/共176頁(yè)1275橢圓偏振光和圓偏振光

橢圓偏振光光矢量端點(diǎn)的軌跡呈橢圓狀的。

A2OExyA12.

0或

橢圓偏振光3.A1=A2，且=/2，圓偏振光光矢量端點(diǎn)的軌跡呈圓狀的。

xyOEAA1.=0或，為線偏振光。第127頁(yè)/共176頁(yè)128右旋圓偏振光的合成。反之，線偏振光則可以看成是兩束頻率相同、相位相同、振幅相同、傳播方向亦相同的左、·線、圓和橢圓偏振光均稱為完全偏振光。它們都可看成是兩個(gè)頻率相同、傳播方向一致、振動(dòng)方向相互垂直、相位差為某個(gè)確定值的線偏振光的合成。第128頁(yè)/共176頁(yè)129第十四節(jié)偏振光的獲得和檢測(cè)第129頁(yè)/共176頁(yè)130空氣玻璃：玻璃空氣：線偏振光的獲得（1）——布儒斯特定律布儒斯特定律：當(dāng)入射角等于某一特定角i0時(shí)，反射光成為振動(dòng)面垂直于入射面的線偏振光，并且i0滿足：折射定律：布儒斯特定律:??????第130頁(yè)/共176頁(yè)131用玻璃片堆能增強(qiáng)反射偏振光的強(qiáng)度················i0接近線偏振光··············玻璃片堆線偏振光第131頁(yè)/共176頁(yè)132不滿足布儒斯特角時(shí)反射光和折射光的偏振化狀態(tài)。（i0為布儒斯特角，i為一般入射角）偏振光的獲得（1）——布儒斯特定律第132頁(yè)/共176頁(yè)133晶體的雙折射現(xiàn)象正晶體(positivecrystal)負(fù)晶體(negativecrystal)第133頁(yè)/共176頁(yè)134方解石erO光光rio光e光晶體的雙折射現(xiàn)象雙折射方解石雙折射雙折射俯視看到雙重象將方解石壓在字條上第134頁(yè)/共176頁(yè)135當(dāng)方解石晶體旋轉(zhuǎn)時(shí)，e光的像圍繞o光的像旋轉(zhuǎn)。o光的像不動(dòng)，光光雙折射紙面方解石

晶體

o光的像e光的像第135頁(yè)/共176頁(yè)136光光雙折射紙面方解石

晶體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)方解石晶體：第136頁(yè)/共176頁(yè)137光光雙折射紙面方解石

晶體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)方解石晶體：第137頁(yè)/共176頁(yè)138光光雙折射紙面方解石

晶體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)方解石晶體：第138頁(yè)/共176頁(yè)139光光雙折射紙面方解石

晶體繼續(xù)旋轉(zhuǎn)方解石晶體：第139頁(yè)/共176頁(yè)140原理：把自然光分成尋常光和非尋常光，然后利用全反射把尋常光反射到棱鏡側(cè)壁上，，只讓非尋常光通過(guò)，從而獲得一束振動(dòng)方向固定的線偏振光。no=1.628,ne=1.468對(duì)于o光no>n，產(chǎn)生全反射對(duì)于e光ne<n，可以透過(guò)，則獲得偏振光。尼克爾棱鏡比較貴。多用于高級(jí)光學(xué)實(shí)驗(yàn)。加工后將兩塊方解石用加拿大膠粘合起來(lái)，n=1.55加拿大膠光軸線偏振光的獲得（2）-----尼克爾棱鏡第140頁(yè)/共176頁(yè)141某些晶體對(duì)o光和e光的吸收有很大差異，這叫晶體的二向色性。電氣石····光軸e光電氣石光軸可產(chǎn)生線偏振光偏振片——人工制造的一種具有選擇性吸收作用的膜片材料：聚合乙烯醇膜，硫酸碘奎寧晶粒線偏振光的獲得（3）-----二向色性晶體第141頁(yè)/共176頁(yè)142雙折射晶體波片CC光軸方向波片（相位延遲片）第142頁(yè)/共176頁(yè)143?波片光程差d是

的奇數(shù)倍l4相位差是的奇數(shù)倍2p光程差d是的奇數(shù)倍l相位差j是的奇數(shù)倍p2o光和e光兩光透出波片時(shí):光程差eLLO()ennOd相位差2pld2pl()ennOd?波片光程差d是的整數(shù)倍l相位差j是2的整數(shù)倍p全波片第143頁(yè)/共176頁(yè)144橢圓和圓偏振光的產(chǎn)生e光o光偏振片?波片橢圓偏振光偏振片和波片光軸方向重合時(shí)：線偏振光偏振片和波片光軸方向夾角為45°時(shí)：圓偏振光第144頁(yè)/共176頁(yè)145自然光振線偏光偏振片2.偏振片馬呂斯定律偏振片(polaroid)：能吸收某一方向的光振動(dòng)，而只讓與之垂直方向上的光振動(dòng)通過(guò)的一種透明薄片。偏振化方向(polarizingdirection)——允許通過(guò)的光振動(dòng)方向。偏振片的用途：“起偏”和“檢偏”

第145頁(yè)/共176頁(yè)146自然光起偏偏振光檢偏偏振光(1)自然光強(qiáng)

I0線偏振光強(qiáng):光強(qiáng)不變無(wú)消光第146頁(yè)/共176頁(yè)147(2)線偏振光強(qiáng)I0

線偏振光強(qiáng)(3)部分偏振光(混合)線偏振光有兩次消光現(xiàn)象有兩次極大極小第147頁(yè)/共176頁(yè)148馬呂斯定律(Maluslaw)光強(qiáng)為I0的線偏振光，透過(guò)偏振片后，透射強(qiáng)度為：I0I第148頁(yè)/共176頁(yè)149I0I證明：第149頁(yè)/共176頁(yè)150四分之一波片圓偏振光自然光自然光線偏振光

偏振片(轉(zhuǎn)動(dòng))線偏振光

I不變線偏振光I變,有消光以入射光方向?yàn)檩S橢圓偏振光部分偏振光線偏振光線偏振光I變,有消光

部分偏振光光軸平行最大光強(qiáng)或最小光強(qiáng)方向放置或光軸平行橢圓偏振光的長(zhǎng)軸或短軸放置線偏振光I變,無(wú)消光橢圓偏振光和圓偏振光的檢測(cè)（*）四分之一波片

偏振片(轉(zhuǎn)動(dòng))第150頁(yè)/共176頁(yè)151偏振光的應(yīng)用偏振眼鏡

2.相機(jī)鏡頭第151頁(yè)/共176頁(yè)152偏振太陽(yáng)鏡駕駛員戴上偏振太陽(yáng)鏡可以防止馬路反射光的炫目。第152頁(yè)/共176頁(yè)153使用偏振鏡拍攝的物品第153頁(yè)/共176頁(yè)154nonemaxminmin偏振鏡看出什么效果嗎？使用圓偏振鏡（CPL）將水面的反光減至最小第154頁(yè)/共176頁(yè)155

部分偏振光

線偏振光自然光空氣分子照相機(jī)按上偏振鏡可以產(chǎn)生不同的效果。

散射光的偏振第155頁(yè)/共176頁(yè)156例：某透明介質(zhì)在空氣中的布儒斯特角i0=58.0，求它在水中的布儒斯特角，已知水的折射率為1.33。解:根據(jù)布儒斯特定律得在水中的布儒斯特角為第156頁(yè)/共176頁(yè)157例：光強(qiáng)為I0的自然光連續(xù)通過(guò)兩個(gè)偏振片后,光強(qiáng)變?yōu)镮0/4，求這兩個(gè)偏振片的透振方向之間的夾角。

解:根據(jù)馬呂斯定律，有將I=I0/

4，代入上式，得第157頁(yè)/共176頁(yè)158第十五節(jié)旋光現(xiàn)象和電磁場(chǎng)的光效應(yīng)第十六節(jié)光的吸收、色散和散射第158頁(yè)/共176頁(yè)159目錄旋光現(xiàn)象（B）晶體與液體中偏轉(zhuǎn)角滿足的規(guī)律（B）磁致旋光效應(yīng)（D）電光效應(yīng)（D）光的吸收現(xiàn)象（A）朗伯定律和比爾定律（A）普遍吸收和選擇吸收吸收光譜（B）光的色散現(xiàn)象（B）正常色散與反常色散（C）科希公式（C）光的散射現(xiàn)象（B）瑞利散射（B）拉曼散射（C）第159頁(yè)/共176頁(yè)160線偏振光通過(guò)某種透明物質(zhì)后，其振動(dòng)面會(huì)以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)一定的角度，這就是旋光現(xiàn)象。旋光現(xiàn)象.MPG旋光物質(zhì):如石英、松節(jié)油、糖和酒石酸溶液等。實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)于固體物質(zhì)有：

=l

式中是比例系數(shù)，稱為物質(zhì)的旋光率。對(duì)于液體物質(zhì)有：

=cl

，（式中c為溶液的濃度）不同波長(zhǎng)的光其振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的角度不同，這種現(xiàn)象稱為旋光色散。旋光現(xiàn)象迎著光的傳播方向看去，沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)稱為右旋,沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)稱為左旋。第160頁(yè)/共176頁(yè)161石英晶體的旋光色散旋光色散實(shí)驗(yàn)裝置第161頁(yè)/共176頁(yè)162由磁場(chǎng)引起的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，稱為磁致