《波动光学》PPT课件.ppt

《《波动光学》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《波动光学》PPT课件.ppt（52页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学（5 5）入射光非垂直入射时光程差的计算入射光非垂直入射时光程差的计算（中央明纹（中央明纹向下向下移动）移动）（中央明纹（中央明纹向上向上移动）移动）衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学2、白光垂直照射、白光垂直照射 由于白光是由七种颜色的光复合而成，每一种单由于白光是由七种颜色的光复合而成，每一种单色光形成的明暗纹的位置对同一级来说是不同的（因色光形成的明暗纹的位置对同一级来说是不同的（因为为 ），结果使不同波长的光对同一级），结果使不同波长的光对同一级形成的条纹错开，从而形成

2、关于形成的条纹错开，从而形成关于P0对称的彩色条纹。对称的彩色条纹。但对中央明纹来说仍为白色但对中央明纹来说仍为白色问题：同一级中，哪一条离中央明问题：同一级中，哪一条离中央明 纹远，哪一条近？纹远，哪一条近？衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学3、圆孔夫琅和费衍射、圆孔夫琅和费衍射衍射图样：中央为明亮的圆斑，周围是同心衍射图样：中央为明亮的圆斑，周围是同心 的明暗相间的圆环。的明暗相间的圆环。理论计算证明：亮度分布曲线如图所示。理论计算证明：亮度分布曲线如图所示。亮度亮度衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学定义：

3、由第一个暗环所围成的中央亮斑为爱里斑定义：由第一个暗环所围成的中央亮斑为爱里斑 它占整个入射光总光强的它占整个入射光总光强的84%所以爱里斑的半角宽度为：所以爱里斑的半角宽度为：Dlq22.11=即：即：可见：可见：D越小，衍射现象越明显。当越小，衍射现象越明显。当D 时，时，趋于零，无衍射现象。趋于零，无衍射现象。式中式中 为圆孔的直径。若为圆孔的直径。若 为透镜为透镜 的的焦距，则爱里斑的半径为：焦距，则爱里斑的半径为：衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学由微分式由微分式 看出缝越窄（看出缝越窄（a 越小），条纹越小），条纹分散的越开，衍射现象越明显

4、；反之，条纹向中央靠分散的越开，衍射现象越明显；反之，条纹向中央靠拢。拢。当当 或或 时会出现明显的衍射现象。时会出现明显的衍射现象。当缝宽比波长大很多时，形成单一的明条纹，这就是当缝宽比波长大很多时，形成单一的明条纹，这就是透镜所形成线光源的象。显示了光的直线传播。透镜所形成线光源的象。显示了光的直线传播。几何光学是几何光学是 波动光学在波动光学在 时的极限时的极限情况。情况。结论结论衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学二二 瑞利判据瑞利判据 对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的一个

5、点光源的衍射图样的主极大主极大刚好和另一点光源刚好和另一点光源衍射图样的衍射图样的第一极小第一极小相相重合重合，这时两个点光源（或，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨物点）恰为这一光学仪器所分辨.衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学*三三 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领最小分辨角最小分辨角（两光点刚好能分辨）（两光点刚好能分辨）光学仪器分辨率光学仪器分辨率光学仪器的通光孔径光学仪器的通光孔径衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 1990 年发射的年发射的哈勃哈勃太空望远镜的凹面物镜太空望远镜的凹面

6、物镜的直径为的直径为2.4m，最小分最小分辨角辨角 ，在大气层，在大气层外外 615km 高空绕地运行高空绕地运行,可观察可观察130亿光年远的太亿光年远的太空深处空深处,发现了发现了500 亿个亿个星系星系.衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 例例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问问（1）人眼的最小分辨角有多大？人眼的最小分辨角有多大？（2）若物体放在距人眼若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，明视距离）处，则两物点间距为多大时才

7、能被分辨？则两物点间距为多大时才能被分辨？解（解（1）（2）衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学例题例题 一一 在宽度在宽度a的狭缝后的狭缝后d=40cm处有一与狭缝平行的屏，处有一与狭缝平行的屏，如图所示。如以平行单色光自左面垂直照射狭缝，在屏如图所示。如以平行单色光自左面垂直照射狭缝，在屏上形成衍射条纹，若在离上形成衍射条纹，若在离o点为点为x的的p点，看到的是明纹。点，看到的是明纹。试求试求：(1)该入射光的波长；该入射光的波长；(2)p点的条纹级数；点的条纹级数；(3)从从p点来看，对该点来看，对该 光波而言，狭缝的光波而言，狭缝的 波振面可分半

8、波带波振面可分半波带 的数目。的数目。pxadO衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学（2）由上问知）由上问知k=3或或k=4（3）由菲涅耳半波带法可知，可以分成）由菲涅耳半波带法可知，可以分成 2k+1个半波带。即可分为个半波带。即可分为7 或或9 个。个。可间光范围内，可间光范围内，k=3，4k=3，=6000K=4，=4670()()2/124.0/0014.06.03212/12sinsinl ll lq qq qq q+=+=kkkatgdxdx，：由单缝衍射加强条件得由单缝衍射加强条件得QQ解：解：(1)衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨

9、工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学4.5 衍衍 射射 光光 栅栅衍射光栅衍射光栅:由大量等宽、等间距的平行狭缝所组成由大量等宽、等间距的平行狭缝所组成 的光学元件的光学元件。缝宽。缝宽a，缝间距缝间距b，则光栅则光栅 常数为常数为 d=(a+b)衍射光栅分类：衍射光栅分类：透射光栅透射光栅 反射光栅反射光栅衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学1、光垂直入射、光垂直入射（1）平行单色光光垂直入射）平行单色光光垂直入射AabPP0f光栅衍射相当于：光栅衍射相当于：缝与缝间的干涉缝与缝间的干涉每个单缝的衍射总每个单缝的衍射总效果效果光栅公式光栅公式衍射光栅衍

10、射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 由于满足光栅公式的明纹窄而明亮，故称之为主极大由于满足光栅公式的明纹窄而明亮，故称之为主极大明纹。在两主极大明纹之间充满大量的暗纹及少量的次极明纹。在两主极大明纹之间充满大量的暗纹及少量的次极大明纹。大明纹。光栅衍射图样的特点：光栅衍射图样的特点：光栅衍射图样的特点：光栅衍射图样的特点：（1）条纹中出现一系列新的强度极大和极小。分别称为）条纹中出现一系列新的强度极大和极小。分别称为 主极大明纹和次极大明纹。主极大明纹和次极大明纹。（2）主极大明纹的位置与缝数）主极大明纹的位置与缝数N无关，但条纹的宽度随无关，但条纹的宽度随N的

11、增加而减小，同时亮度随的增加而减小，同时亮度随N的增加而增加。的增加而增加。（3）相邻的两主极大条纹中，有）相邻的两主极大条纹中，有N-1条暗纹，条暗纹，N-2条次极条次极大明纹。次极大大明纹。次极大 明纹的亮度随明纹的亮度随N的增加而减小。的增加而减小。N很大时，很大时，主极大间一片暗场。主极大间一片暗场。衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学1 条条 缝缝20 条条 缝缝3 条条 缝缝5 条条 缝缝 光栅中狭缝条数越多，明纹越亮光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.亮纹的光强亮纹的光强：单缝光强）：单缝光强）（：狭缝数，（：狭缝数，衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶

12、体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学（4）强度分布曲线中保留了单缝衍射的痕迹。）强度分布曲线中保留了单缝衍射的痕迹。再考虑每个单缝的衍射：再考虑每个单缝的衍射：再考虑每个单缝的衍射：再考虑每个单缝的衍射：同时满足：同时满足：的衍射线，在屏上将不出现主极大明纹，将此现象称为的衍射线，在屏上将不出现主极大明纹，将此现象称为缺级现象。此时有：缺级现象。此时有：当当k为整数的级为缺级。为整数的级为缺级。衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学例如：设缝数例如：设缝数N=4，d=a+b=3a。如图所示，每个单缝如图所示，每个单缝的衍射强度分布曲线为的衍射强

13、度分布曲线为(a)，缝间的干涉为缝间的干涉为(b)，总的总的效果为效果为(c)。abcasin=k 012-2-1dsin=k 0 1 2 3 4 5 6-6 -5 -4 -3 -2 -1衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学从图中可以看出前面总结的衍射图样的特点。同时还从图中可以看出前面总结的衍射图样的特点。同时还可看出可看出3、6、9缺级。缺级。对上述光栅，当单色光垂直照射时。问：单缝衍射图对上述光栅，当单色光垂直照射时。问：单缝衍射图样中央明纹范围内有几条主极大条纹？样中央明纹范围内有几条主极大条纹？解：单缝中央明纹满足：解：单缝中央明纹满足：所以对

14、于光栅衍射有：所以对于光栅衍射有：去掉缺级，共去掉缺级，共5条。与图中一致。条。与图中一致。衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学（2）白光垂直照射）白光垂直照射 由光栅公式可知：在由光栅公式可知：在(a+b)给定的情况下，给定的情况下，对于同一对于同一k，的大小与的大小与 成正比，从而使各单成正比，从而使各单色光的条纹分开，形成色光的条纹分开，形成 衍射光谱。衍射光谱。特点：特点：（1）中央明纹，即）中央明纹，即 k=0条纹仍为白色。条纹仍为白色。（2）在中央明纹两侧对称排列着各级光谱。）在中央明纹两侧对称排列着各级光谱。（3）由于每一级光谱中，各谱线的

15、间距随）由于每一级光谱中，各谱线的间距随k的的 增加而增加，从而使高级数的光谱彼此增加而增加，从而使高级数的光谱彼此 将有重叠。将有重叠。衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学入射光为入射光为白光白光时，时，不同，不同，不同，按波长分开形成不同，按波长分开形成光谱光谱.一级光谱一级光谱二级光谱二级光谱三级光谱三级光谱衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学例如例如二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分二级光谱重叠部分:一一级光谱级光谱二二级光谱级光谱三三级光谱级光谱衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体

16、衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学2、光斜入射、光斜入射图示角度，相邻两缝光线的光程差为：图示角度，相邻两缝光线的光程差为：主极大满足：主极大满足：缺级满足：缺级满足：整数为缺级整数为缺级A PP0 f 衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学4.6 X 射线衍射射线衍射 布喇格公式布喇格公式其特点是：其特点是：（1）在电磁场中不发生偏转。在电磁场中不发生偏转。（2）穿透力强）穿透力强（3）波长较短的电磁波，）波长较短的电磁波，范围在范围在0.001nm10nm之间。之间。1885年年伦琴伦琴发现，受高速电子撞击的金属会发射发现，受高速电子撞击的

17、金属会发射一种穿透性很强的射线称一种穿透性很强的射线称射线射线X 射线射线冷却水冷却水衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学劳劳 厄厄 斑斑 点点铅板铅板单晶片单晶片 照照像像底底片片 单晶片的衍射单晶片的衍射19121912年劳厄实验年劳厄实验天然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维衍射光栅。天然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维衍射光栅。1912年劳厄的实验装置，如图：年劳厄的实验装置，如图：在乳胶板上形成对称分布的若干衍射在乳胶板上形成对称分布的若干衍射斑点，称为劳厄斑。斑点，称为劳厄斑。1913年英国物理学家布喇格父子提出一种简化了的研年英国物理

18、学家布喇格父子提出一种简化了的研究究X射线衍射的方法，与劳厄理论结果一致。射线衍射的方法，与劳厄理论结果一致。衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学布布 拉拉 格格 反反 射射入射波入射波散射波散射波 1913年英国年英国布拉格父子布拉格父子提出了一种解释射线提出了一种解释射线衍射的方法，给出了定量结果，并于衍射的方法，给出了定量结果，并于1915年荣获物年荣获物理学诺贝尔奖理学诺贝尔奖掠射角掠射角晶格常数晶格常数 相邻两个晶面反射的相邻两个晶面反射的两两X射线干涉射线干涉加强的条件加强的条件 布拉格公式布拉格公式衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工

19、程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 用途用途 测量射线的波长研究测量射线的波长研究X X射线谱，进而研究原子射线谱，进而研究原子结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能.例如对大例如对大分子分子 DNA DNA 晶体的成千张的晶体的成千张的X X射线衍射照片的分析，显示射线衍射照片的分析，显示出出DNADNA分子的分子的双螺旋双螺旋结构结构.DNA DNA 晶体的晶体的X衍射照片衍射照片DNA DNA 分子的双螺旋结构分子的双螺旋结构 布拉格公式布拉格公式衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学光的光的波动性波动性 光

20、的干涉、衍射光的干涉、衍射.光波是光波是横波横波 光的偏振光的偏振.机械横波与纵波的区别机械横波与纵波的区别机机械械波波穿穿过过狭狭缝缝第五章第五章 光的偏振光的偏振衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学一一.自然光自然光 偏振光偏振光 自然光自然光：一般光源发出的光中，包含着各个方：一般光源发出的光中，包含着各个方向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴向的光矢量在所有可能的方向上的振幅都相等（轴对称）这样的光叫自然光对称）这样的光叫自然光.自然光以两互相自然光以两互相垂直垂直的互的互为独立的为独立的 （无确定无确定的的相位相位关关系）振幅相等的光振

21、动表示系）振幅相等的光振动表示,并各具有并各具有一半一半的振动能量的振动能量.符号表示符号表示注意注意 各光矢量间无固定的相位关系各光矢量间无固定的相位关系.二二互相互相垂直方向是任选的垂直方向是任选的.衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 偏振光偏振光（线偏振光）（线偏振光）符号表示符号表示 部分偏振光部分偏振光：某一方向的光振动比与之垂直方：某一方向的光振动比与之垂直方向上的光振动占优势的光为部分偏振光向上的光振动占优势的光为部分偏振光.符号表示符号表示光振动只沿某一固定方向的光光振动只沿某一固定方向的光.振动面振动面衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍

22、射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 起起 偏偏二二.偏振片偏振片 起偏与检偏起偏与检偏 二向色性二向色性:某些物质能吸收某一方向的光振某些物质能吸收某一方向的光振动动,而只让与这个方向垂直的光振动通过而只让与这个方向垂直的光振动通过,这种性质这种性质称二向色性称二向色性.偏振片偏振片：涂有二向色性材料的透明薄片涂有二向色性材料的透明薄片.偏振化方向偏振化方向：当自然光照射在偏振片上时，当自然光照射在偏振片上时，它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振它只让某一特定方向的光通过，这个方向叫此偏振片的偏振化方向片的偏振化方向.偏振化方向偏振化方向起偏器起偏器衍射光栅衍射光栅 晶体衍射

23、晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学检偏器检偏器 检检 偏偏起偏器起偏器衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学NM三三.马吕斯定律马吕斯定律（1880 年）年）检偏器检偏器起偏器起偏器NM 马吕斯定律马吕斯定律 强度为强度为 的偏振的偏振光通过检偏振器后光通过检偏振器后,出射光的强度为出射光的强度为衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 例例1 有两个偏振片有两个偏振片,一个用作起偏器一个用作起偏器,一个用作一个用作检偏器检偏器.当它们偏振化方向间的夹角为当它们偏振化方向间的夹角为 时时,一束一束单色自然

24、光穿过它们单色自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ;当它们偏振化当它们偏振化方向间的夹角为方向间的夹角为 时时,另一束单色自然光穿过它们另一束单色自然光穿过它们,出射光强为出射光强为 ,且且 .求两束单色自然光的强求两束单色自然光的强度之比度之比.解解 设两束单色自然光的强度分别为设两束单色自然光的强度分别为 和和 .经过起偏器后光强分别为经过起偏器后光强分别为 和和 .经过检偏器后经过检偏器后衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学 在两块正交偏振片在两块正交偏振片 之间插入另一块偏之间插入另一块偏振片振片 ，光强为，光强为 的自然光垂直入射于偏振片的自

25、然光垂直入射于偏振片 ，讨论转动讨论转动 透过透过 的光强的光强 与转角的关系与转角的关系.讨论讨论衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学若若 在在 间变化，间变化，如何变化如何变化？衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学空气空气 入射面入射面 入射光线和法入射光线和法线所成的平面线所成的平面.反射光反射光 部分部分偏振光偏振光 ，垂直于入射面的振动大于，垂直于入射面的振动大于平行于入射面的振动平行于入射面的振动.折射光折射光 部分部分偏振光，平行于入射面的振动大偏振光，平行于入射面的振动大于垂直于入射面的振动于垂直于

26、入射面的振动.理论和实验证明理论和实验证明：反射光的偏振化程度与入射角有关：反射光的偏振化程度与入射角有关.光反射与折射时的偏振光反射与折射时的偏振玻璃玻璃5.2 反射和折射时光的偏振反射和折射时光的偏振衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学布儒斯特定律布儒斯特定律（1812年）年）反射光为完全偏振光，且反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光。光为部分偏振光。当当 时，时，1）反射光和折射光互相垂直反射光和折射光互相垂直.讨论讨论玻璃玻璃空气空气衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光

27、学光学 2）根据光的根据光的可逆性可逆性，当入射光以，当入射光以 角从角从 介介质入射于界面时，此质入射于界面时，此 角即为布儒斯特角角即为布儒斯特角.玻璃玻璃玻璃玻璃衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学注意注意 对于一般的光学玻璃对于一般的光学玻璃,反射光的强度约占反射光的强度约占入射光强度的入射光强度的7.5%,大部分光将透过玻璃大部分光将透过玻璃.利用利用玻璃片堆玻璃片堆产生产生线线偏振光偏振光衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学讨论讨论讨论下列光线的反射和折射（讨论下列光线的反射和折射（起偏角起偏角 ）.衍

28、射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学例题例题、如图所示透明介质如图所示透明介质、的三个交界面相互平行。一束的三个交界面相互平行。一束 自然光由自然光由入入射。证明：若射。证明：若、交界面和交界面和、交界面交界面上的反射光都是线偏振光，则必有上的反射光都是线偏振光，则必有n2=n3。n1 n2 n3 n1iB1衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学解：由布儒斯特定律和折射顶律解：由布儒斯特定律和折射顶律 得：得：衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学1.1.马吕斯定律以公式来表示为。

29、马吕斯定律以公式来表示为。式中是线偏振光的振动方向和检偏器偏式中是线偏振光的振动方向和检偏器偏振化方向之间的夹角，是（）振化方向之间的夹角，是（）A.A.自然光的光强自然光的光强 B.B.线偏振光的光强线偏振光的光强B.B.C.C.部分偏振光的光强部分偏振光的光强C.C.D.D.透过检偏器后透射光的光强透过检偏器后透射光的光强2.2.设有自然光入射，当两偏振片的偏振化设有自然光入射，当两偏振片的偏振化方向之间的夹角由方向之间的夹角由3030变为变为4545时，则通时，则通过检偏器后船身光的强度之比为过检偏器后船身光的强度之比为()A.A.3/2 B.2/3 C.1/3 D.33/2 B.2/3

30、 C.1/3 D.3 衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学A.A.，线偏振光，线偏振光 B.B.B.B.，自然光自然光C.C.C.C.，部分偏振光部分偏振光D.D.D.D.，线偏振光线偏振光3.3.一束光强为一束光强为I I0 0的自然光垂直穿过两个偏振片，的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成且此两偏振片的偏振化方向成4545角，若不考角，若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿过两个偏振片后虑偏振片的反射和吸收，则穿过两个偏振片后的光强的光强I I为为()()A.A.B.C.D.B.C.D.4.4.一束光线由空气射向玻璃，没有检测到一束光线由

31、空气射向玻璃，没有检测到反射光，那么入射光反射光，那么入射光()()。衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学5.5.光强为光强为 的自然光垂直通过两个偏振片。的自然光垂直通过两个偏振片。它们的偏振化方向之间夹角为它们的偏振化方向之间夹角为6060，设偏，设偏振片无吸收，则出射光强振片无吸收，则出射光强 与入射光强与入射光强 之比为之比为()()A.A.衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学1.1.利用光在两种媒质分界面上利用光在两种媒质分界面上_和和_或利用光在各向异性晶体中的或利用光在各向异性晶体中的_和和_均可从自

32、然光中获均可从自然光中获得线偏振光。通常使用的偏振片就是利用得线偏振光。通常使用的偏振片就是利用晶体的晶体的_制成的，尼科耳透镜也制成的，尼科耳透镜也是获得线偏振光的仪器。它主要利用晶体是获得线偏振光的仪器。它主要利用晶体对光的对光的_现象。现象。反射反射折射折射二向色性二向色性二向色性二向色性双折射双折射双折射双折射(二二)填空题填空题衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学2.2.偏振片既能作起偏器，也能作检偏器。偏振片既能作起偏器，也能作检偏器。以偏振片作检偏器时，若以入射光为轴线以偏振片作检偏器时，若以入射光为轴线转动偏振片，当入射光为自然光时，则透

33、转动偏振片，当入射光为自然光时，则透射光强射光强_，当入射光为线偏振光时，当入射光为线偏振光时，透射光强由透射光强由_到到_周期性地变化。周期性地变化。不变不变明明(暗暗)暗暗(明明)3.3.一束平行的自然光，以一束平行的自然光，以6060角入射到玻角入射到玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，则璃表面上，若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角是；玻璃的折透射光束的折射角是；玻璃的折射率是为。射率是为。30衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学4.4.两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直，若一束强度为相互垂直，若一

34、束强度为 的线偏振光入的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为化方向夹角为 ，则穿过第一偏振片后，则穿过第一偏振片后的光强为的光强为_，穿过两个偏振片后的，穿过两个偏振片后的光强为光强为_。零零衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学5.5.当光线自空气向折射率当光线自空气向折射率n n的玻璃而反的玻璃而反射时，其偏振角为射时，其偏振角为_。6.6.自然光入射到方解石晶体上产生两条线自然光入射到方解石晶体上产生两条线偏振光，即偏振光，即O O光和光和e e光。它们在晶体内的传光。它们在晶体内的传播速度一

35、般播速度一般 ，其中，其中 不遵循不遵循折射定律。折射定律。不同不同e光光衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学1.1.一束光由自然光和线偏振光混合组成，当光束一束光由自然光和线偏振光混合组成，当光束通过一理想的旋转偏振片时发现透射光的强度取通过一理想的旋转偏振片时发现透射光的强度取决于偏振片的取向，且透射光的相对强度可以从决于偏振片的取向，且透射光的相对强度可以从1 1变化到变化到5 5。求入射光束中两种光的强度各占入射。求入射光束中两种光的强度各占入射光强度的几分之几？光强度的几分之几？解：设自然光的光强为解：设自然光的光强为I0，线偏振光的为，线偏振

36、光的为I线线，取相对强度最大则：有取相对强度最大则：有(三三)计算题计算题衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学证明：可知某一时刻，插入的偏振片与两片的证明：可知某一时刻，插入的偏振片与两片的夹角分别为和夹角分别为和，透射光强，透射光强度为：度为：2.2.两个正交的偏振片之间插入另一个偏振片，两个正交的偏振片之间插入另一个偏振片，并以角速度旋转，以光强稳定的自然光入射，并以角速度旋转，以光强稳定的自然光入射，证明透射光被调制，调制频率为转动频率的证明透射光被调制，调制频率为转动频率的4 4倍倍衍射光栅衍射光栅 晶体衍射晶体衍射哈尔滨工程大学理学院第六篇第六篇 光学光学3.3.将两个偏振片迭放在一起，偏振化之间夹角将两个偏振片迭放在一起，偏振化之间夹角是是60600 0，一束光强为，一束光强为I0 0的线偏振光垂直入射到偏的线偏振光垂直入射到偏振片上，其光矢量振动方向与两个偏振片的偏振片上，其光矢量振动方向与两个偏振片的偏振化方向夹角均是振化方向夹角均是30300 0。（1 1）通过每个偏振片后的强度；）通过每个偏振片后的强度；（2 2）若入射光是自然光，又如何。）若入射光是自然光，又如何。