第2章 光学基本知识与光场传播规律2精选文档.ppt
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1、第2章 光学基本知识与光场传播规律22022/9/221本讲稿第一页,共四十五页2.1.2 折射 反射 全反射当时,逐渐增大入射角,反射角会增大,达到直角2022/9/222本讲稿第二页,共四十五页此时有:当时,入射光的能量全部被界面反射回光密介质,即称为全反射。2022/9/223本讲稿第三页,共四十五页2.1.3 偏振(Polarization)1.光的偏振态 线偏振光:光振动垂直板面光振动垂直板面光振动平行板面光振动平行板面自然光:2022/9/224本讲稿第四页,共四十五页部分偏振光:平行板面的光振动较强平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强垂直板面的光振动较强2022/9/225本
2、讲稿第五页,共四十五页圆偏振光、椭圆偏振光圆偏振光、椭圆偏振光 右旋圆右旋圆偏振光偏振光右旋椭圆右旋椭圆偏振光偏振光2022/9/226本讲稿第六页,共四十五页2.2.偏振度偏振度 I Ipp 部分偏振光中包含的完全偏振光的强度部分偏振光中包含的完全偏振光的强度I Itt 部分偏振光的总强度部分偏振光的总强度I In n 部分偏振光中包含的自然光的强度部分偏振光中包含的自然光的强度完全偏振光完全偏振光(线、圆、椭圆线、圆、椭圆)PP=1=1自然光自然光(非偏振光非偏振光)PP=0=0部分偏振光部分偏振光00P P1,DdDd(d d 1010-4-4m,Dm,D mm)波程差:波程差:相位差:
3、相位差:明纹明纹 暗纹暗纹 2022/9/2213本讲稿第十三页,共四十五页条纹间距条纹间距(1)(1)一系列平行的明暗相间的条纹;一系列平行的明暗相间的条纹;(3)(3)中间级次低;中间级次低;明纹明纹:k k,k k=1,2,3(=1,2,3(整数级整数级)暗纹暗纹:(2(2k k+1)/2(+1)/2(半整数级半整数级)(4)(4)条纹特点条纹特点:(2)(2)不太大时条纹等间距;不太大时条纹等间距;某条纹级次某条纹级次=该条纹相应的该条纹相应的(r r2 2-r-r1 1)/)/2022/9/2214本讲稿第十四页,共四十五页二二.光强公式光强公式若若I I11=I I2 2=II0
4、0,则则光强曲线光强曲线I0 2-2 4-4 k012-1-24I0 x0 x1x2x-2x-1sin 0 /d-/d-2 /d2 /d2022/9/2215本讲稿第十五页,共四十五页2.1.52.1.5光的衍射光的衍射(DiffractionoflightDiffractionoflight)1 1衍射现象、惠更斯衍射现象、惠更斯菲涅耳原理菲涅耳原理一一.光的衍射光的衍射1.1.现象现象:*S衍射屏衍射屏观察屏观察屏a 10-3 a2.2.定义定义:光在传播过程中能绕过障碍物光在传播过程中能绕过障碍物*S衍射屏衍射屏观察屏观察屏L L的边缘而偏离直线传播的现象的边缘而偏离直线传播的现象202
5、2/9/2216本讲稿第十六页,共四十五页二二.惠更斯惠更斯菲涅耳原理菲涅耳原理波传到的任何一点都是子波的波源,波传到的任何一点都是子波的波源,pdE(p)rQdSS(波前波前)设初相为零设初相为零n 远场衍射远场衍射(2)(2)夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射近场衍射近场衍射(1)(1)菲涅耳衍射菲涅耳衍射 3.3.分类分类:各子波在空间某点的相干叠加,就各子波在空间某点的相干叠加,就决定了该点波的强度。决定了该点波的强度。2022/9/2217本讲稿第十七页,共四十五页P P处波的强度处波的强度取决于波前上取决于波前上Q Q点处的强度点处的强度K K():):方向因子方向因子2022/9/2218
6、本讲稿第十八页,共四十五页22单缝的夫琅禾费衍射、半波带法单缝的夫琅禾费衍射、半波带法一一.装装置置*S f f a 透透 镜镜L 透镜透镜LpAB缝平面缝平面观察屏观察屏0二二.半波带法半波带法(缝缝宽宽)S:S:单色光源单色光源 :衍射角衍射角中央明纹中央明纹(中心中心)当当 时时,可可将将缝缝分分为为两两个个“半半波波带带”A AP P和和B BP P的光程差的光程差2022/9/2219本讲稿第十九页,共四十五页a12BA半波带半波带半波带半波带12两两个个“半半波波带带”上上发发的的光光在在P P处处干干涉涉相相消消形形成成暗纹。暗纹。当当时,可将缝分成三个时,可将缝分成三个“半波带
7、半波带”P P处近似为明纹中心处近似为明纹中心a/2/2BA/2/2半波带半波带半波带半波带12122022/9/2220本讲稿第二十页,共四十五页a/2/2BA形成暗纹。形成暗纹。当当 时时,可可将将缝缝分分成成四四个个“半半波波带带”,”,暗纹暗纹明纹明纹(中心中心)中央明纹中央明纹(中心中心)上述暗纹和上述暗纹和中央明纹中央明纹(中心中心)位置是准确的,其余位置是准确的,其余明纹中心的位置较上稍有偏离。明纹中心的位置较上稍有偏离。一般情况一般情况2022/9/2221本讲稿第二十一页,共四十五页三三.振幅矢量法、光强公式振幅矢量法、光强公式(N N很大很大)每个窄带发的子波在每个窄带发的
8、子波在P P点振幅近似相等点振幅近似相等,设为设为P P处的合振幅处的合振幅E EPP就是各子波的振幅矢量和的模就是各子波的振幅矢量和的模透镜透镜 f px x xsin 缝平面缝平面缝宽缝宽a ABC0观测屏观测屏2022/9/2222本讲稿第二十二页,共四十五页PP处是多个同方向、同频率、同振幅、初处是多个同方向、同频率、同振幅、初对于对于O O点点:=0=0,=0=0E0 E0E E0 0=NN E E0 0对于其他点对于其他点P P:E EPP EE0 0EP E0当当N N 时时,N N个相接的折线将变为一个个相接的折线将变为一个圆弧。圆弧。相依次差一个恒量相依次差一个恒量 的简谐振
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