[工学]波动光学zhao

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1、例题一在宽度a=0.6mm的狭缝后d=40cm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，在屏上形成衍射条纹，若在离o点为x=1.4mm的p点，看到的是明纹。试求：(1)该入射光的波长；(2)p点的条纹级数；(3)从p点来看，对该光波而言，狭缝的波振面可分半波带的数目。pxadO（2）由上问知k=3或k=4（3）由菲涅耳半波带法可知，可以分成2k+1个半波带。即可分为7或9个。可间光范围内，k=3，4k=3，=6000ÅK=4，=4670Å()()2/124.0/0014.06.0321

2、2/12sinsinllqqq+==+=<

3、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。（2）主极大明纹的位置与缝数N无关，但条纹的宽度随N的增加而减小，同时亮度随N的增加而增加。（3）相邻的两主极大条纹中，有N-1条暗纹，N-2条次极大明纹。次极大明纹的亮度随N的增加而减小。N很大时，主极大间一片暗场。1条缝20条缝3条缝5条缝光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.亮纹的光强：单缝光强）（　：狭缝数，（4）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：同时满足：的衍射线，在屏上将不出现主极大明纹，将此现象称为缺级现象。此时有：当k为整数的级

4、为缺级。例如：设缝数N=4，d=a+b=3a。如图所示，每个单缝的衍射强度分布曲线为(a)，缝间的干涉为(b)，总的效果为(c)。abcasin=k’012-2-1dsin=k0123456-6-5-4-3-2-1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±3、±6、±9•••缺级。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？解：单缝中央明纹满足：所以对于光栅衍射有：去掉缺级，共5条。与图中一致。（2）白光垂直照射由光栅公式可知：在(a+b)给定的情况下，

5、对于同一k，的大小与成正比，从而使各单色光的条纹分开，形成衍射光谱。特点：（1）中央明纹，即k=0条纹仍为白色。（2）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，各谱线的间距随k的增加而增加，从而使高级数的光谱彼此将有重叠。入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.一级光谱二级光谱三级光谱例如二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分:一级光谱二级光谱三级光谱2、光斜入射图示角度，相邻两缝光线的光程差为：主极大满足：缺级满足：整数为缺级APP0f4.9X射线衍射布喇格公式其特点是：（1

6、）在电磁场中不发生偏转。（2）穿透力强（3）波长较短的电磁波，范围在0.001nm~10nm之间。1885年伦琴发现，受高速电子撞击的金属会发射一种穿透性很强的射线称Ｘ射线．X射线冷却水<劳厄斑点铅板单晶片照像底片单晶片的衍射1912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。1912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究X射线衍射的方法，与劳厄理论结果一致。布拉格反射入射波散射波1913年英国布拉格父子提出了

7、一种解释Ｘ射线衍射的方法，给出了定量结果，并于1915年荣获物理学诺贝尔奖．掠射角晶格常数相邻两个晶面反射的两X射线干涉加强的条件布拉格公式用途测量射线的波长研究X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.例如对大分子DNA晶体的成千张的X射线衍射照片的分析，显示出DNA分子的双螺旋结构.DNA晶体的X衍射照片DNA分子的双螺旋结构布拉格公式光的波动性光的干涉、衍射.光波是横波光的偏振.机械横波与纵波的区别机械波穿过狭缝4.10自然光和偏振光一.自然光偏振光自然光：一般光源发出的光中，包含着各

8、个方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.自然光以两互相垂直的互为独立的（无确定的相位关系）振幅相等的光振动表示,并各具有一半的振动能量.符号表示注意各光矢量间无固定的相位关系.二互相垂直方向是任选的.偏振光（线偏振光）符号表示部分偏振光：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.符号表示光振动只沿某一固定方向的光.振动