“光 学”复 习
（2016秋）,光的干涉,光的衍射,光的偏振,,,,,一、双缝干涉,2. 光程差,4. 暗纹条件,1. 条纹间距,光的干涉,干涉结果：,白光入射时中央为白色亮纹，其它各级为彩条纹。,且随着级次k 的增大，条纹将发生重叠。,（等间距）,单色光入射时为一组明暗相间的直条纹。,3. 明纹条件,δ = d sin θ,二、相干光,频率相同；振动方向相同；相位差恒定。,1. 相干条件,2. 利用普通光源获得相干光的方法,（1）分波阵面法；
（2）分振幅法。,激光是目前最理想的相干光源,三、光程 光程差,1. 光程 nr,2. 光程差,δ = n2 r2– n1 r1,3. 光程差与相位差关系,暗纹条件,四、薄膜干涉（等厚：劈尖）,明纹条件,条纹宽度,光程差,干涉条纹：,与棱边平行的明暗相间的直条纹（等距）,六、薄膜干涉（等倾）,五、薄膜干涉（等厚：牛顿环）,干涉条纹：,光程差,明暗相间的同心圆环；中心圆斑是暗斑,1,2. 单缝衍射的光强分布,一、单缝衍射——单色光入射,1. 衍射图样,明暗相间直条纹
中央条纹宽度是其它条纹的两倍，且最亮。,光的衍射,相对光强曲线,3. 明纹宽度,5. 条纹特点,波长越长，狭缝越窄，则条纹越宽，衍射越明显。,二、光学仪器的分辨率,（2）明暗纹条件(两两抵消),暗纹条件,明纹条件,（1）单缝上下边缘衍射光线的光程差,δ = a sin θ,——半波带法,4. 明暗纹条件分析,三、光栅衍射,3. 光栅方程（明纹条件）,1. 光栅常数,又细又亮的条纹；d越小，条纹越窄，亮纹间隔越大。,白（复色）光入射时，屏上出现相应的光栅光谱。,4. 光栅的分辨本领,2. 衍射图象,d = a b,光栅的衍射图样,白光（复色光）衍射,光的偏振,一、自然光的等效方法及图示法,二、完全偏振光和部分偏振光的图示法,三、自然光通过起偏器后的光强,四、马吕斯定律： I=I0cos2α,六、布儒斯特定律,i0 +r0 = 90º,五、反射光和折射光的偏振,反射光和折射光均为部分偏振光，
反射光中，垂直于入射面的光振动较强。
折射光中，平行于入射面的光振动较强。,入射角i0；反射光为线偏振光（垂直于入射面）。,讨 论,1. 相干光的必要条件是什么？,2. 由自然光获得相干光的方法有哪几种？,3. 光程差是光所经过的几何路程的差值吗？,光的干涉,不会。因为这两个光源相互独立，且不相干。,单色光垂直入射。以下情况，干涉条纹如何变化：
（1）劈尖夹角 变小
（2）构成劈尖的上面一块玻璃向上平移,5.,,（1） 变小，条纹间距变大，条纹数减少,（2）条纹宽度、密度不变，向棱边平移,距离增加时，θ变小，条纹间距变大。
反之同理。,光从光疏介质入射到光密介质反射时会发生“半波损失”吗？反过来呢？,7.,呈现出黑色时，e = 0。,9. 在双缝干涉中，,缝间距ｄ增加，干涉条纹变细、变密。,（1）缝间距增大时，干涉条纹如何变化？为什么 ？,（2）当光源S在垂直于轴线方向上下移动时，干涉条纹如何变化？,,若光源 S 与单缝分开, 光源上下移动而单缝不动，干涉条纹不变。
若光源 S与单缝不分开，光源连同单缝一起上下移动。当单缝移动位置稍大时，双缝处的子波源将不再是相干波源，因而将不会产生干涉，条纹消失。,2．光学仪器的分辨率与哪些因素有关？,光的波长比声波小得多，而声波波长与一般障碍物尺寸相近。,光的衍射,与入射光波长成反比，与透光孔径成正比。,1．为什么光波的衍射效果没有声波显著？,3．白光通过衍射光栅时，衍射条纹如何分布？,中央明纹为白色，其它各级为彩色条纹。,,,二级光谱,一级光谱,,三级光谱,光的衍射,（1）相互平行，明暗相间，直条纹；
（2）中央明纹宽度是其它明纹宽度的两倍；
（3）中央明纹光强最大，其它明纹光强迅速下降，且级次越高，光强越弱。
（4）入射波长越短，缝宽越宽，条纹越细越密。,5．单缝衍射的条纹有哪特点？,如果入射波长变小，衍射条纹将发生什么变化？,缝宽越宽，条纹越细越密。
入射波长越短，条纹越细越密。,中央明纹宽度：,光的偏振,3.当一束自然光斜入射至折射率为 n 的玻璃板上时，反射光和折射光各是什么光？它们中哪个方向的光振动多些？,5. 什么是布儒斯特定律？布儒斯特角i0如何确定？,光由折射率为n1 的介质入射到折射率为n 的介质时，若入射角为布儒斯特角，则反射光是振动方向垂直于入射面的线偏振光。布儒斯特角满足 tgi0= n2 / n1,1. 什么是线偏振光？什么是部分偏振光？,2. 马吕斯定律的内容是什么？,入射光是振动平行于入射面的线偏振光，入射角是布儒斯特角。,练 习 题,１. 在夫琅和费单缝衍射中，对于给定的入射光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹：
(A) 对应的衍射角变小；
(B) 对应的衍射角变大；
(C) 对应的衍射角也不变；
(D) 光强也不变。,[ B ],２. 在双缝干涉实验中，设缝是水平的．若双缝所在的平面稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹
(A) 向下平移，且间距不变．
(B) 向上平移，且间距不变．
(C) 不移动，但间距改变．
(D) 向上平移，且间距改变．,[ B ],３.在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，S 为单缝，L 为透镜，C 放在 L 的焦平面处的屏幕。当把单缝 S垂直于透镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样
(A) 向上平移；
(B) 向下平移；
(C) 不动；
(D) 条纹间距变大。,[ C ],４ 单缝夫琅禾费衍射实验，入射光有两种波长的光,,解：单缝衍射一级明纹,，已知单缝宽度a = 1.0×10-2cm，,透镜焦距 f = 50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。,(sinq1≈tanq1，sinq2≈tanq2),1、在双缝干涉实验中,所用光的波长 ，双缝与
屏的距离为D=300mm；双缝间距d=0.134mm, 则中央明纹两
侧的两个第三级明纹之间的距离为＿＿＿＿。,2、用波长为的单色光垂直照射折射率为 n2 的劈尖膜。图中各部分的折射率的关系是 n1
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