物理152电子教案.ppt

《物理152电子教案.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理1522、惠更斯——菲涅耳原理惠更斯——菲涅耳原理：从同一波面上各点发出的次波（子波）是相干波，下一时刻空间某点的振动由各次波在该点引起振动的相干叠加所决定。介质中波动传到的各点，都可以看作是发射子波的波源，在其后任一时刻，这些子波的包络就是新的波前——惠更斯原理。：波阵面上面元(子波波源)：时刻波阵面*3、菲涅尔衍射与夫琅禾费衍射菲涅尔衍射缝光源、屏与缝相距有限远夫琅禾费衍射光源、屏与缝相距无限远缝在实验中实现夫琅禾费衍射二、单缝夫琅禾费衍射衍射角（衍射角：向上为正，向下为负）缝的边缘A、B两点发出的到达点Q的光程差为：如何分析Q点的明暗呢？Q1、分析Q点的明

2、暗：采用“半波带法”将波面AB分成许多等宽度的纵长条带，并使相邻两条带上对应点发出的光的光程差为半个波长，这样的条带称为半波带。A1AB分为两个半波带AA1和A1B，其对应点发出的光的光程差都是/2，相位差都为，在Q点处干涉相消，因而在Q处出现暗条纹。缝长AB分为三个半波带，两个相邻半波带发出的光干涉相消，剩一个半波带发出的光未被抵消，因而在Q处出现明条纹。3)当=0时，asin=0即各光的光程差为0，通过透镜后会聚在焦平面上，形成中央级明纹中心。干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）（介于明暗之间）2k个半波带2k+1个半波带中央明纹中心总结（个半波带）2、光强

3、分布干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）例题在单缝衍射实验中，透镜焦距f=0.5m，入射光波长为500nm，缝宽a=0.1mm。求：中央明纹的宽度和第一级明纹的宽度。解：中央明纹的宽度l0等于两个第一级暗条纹之间的距离，设x1为第一级暗纹与中心点之间的距离，则第一级明纹的宽度l1等于第一级暗条纹与第二级暗条纹之间的距离。fx1a(1)当入射光波长一定时，缝宽越小，条纹分布越稀，光的衍射越明显。缝宽变大时，条纹变密，当缝宽a>>时，各级明条纹向中央靠拢，分辨不清，显出单一的明条纹，这时光沿着直线传播。因此几何光学是波动光学的极限情形。(2)当缝宽度一定时，入射光的波长越

4、大，明纹宽度越大；若用白光照射，中央明纹仍为白色，其它各级条纹是紫色在内，红色在外的彩色条纹。讨论：中央明纹的宽度相邻两暗条纹中心间距3、衍射条纹宽度单缝宽度变化时条纹宽度的变化入射波长变化，衍射效应如何变化例题一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长为600nm的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级位置重合，试求该单色光的波长。解：许多等宽度、等距离的狭缝（或放射面）排列起来形成的光学元件。类型：透射光栅，反射光栅。反射光栅透射光栅透光缝宽度a遮光部分宽度b光栅常数大小15-5光栅衍射一、衍射光栅衍射角光栅衍射实验装置光栅各缝发出的光是相干光，其衍射

5、图样是彼此重合的，这些光的叠加就形成了多光束干涉，因此，光栅衍射是衍射与多光束干涉的总效果。若光垂直入射，相邻两缝对应光线的光程差：二、光栅方程光栅常数：衍射角1、主极大光栅方程由各缝发出的光在P点加强，P点处形成明条纹，且光强是原来的N2倍，称为光栅衍射的主极大。2、暗纹条件N越大，即光栅中狭缝条数越多，屏幕上明条纹变得越亮和越细窄。说明在两个主极大之间有N-1个最小和N-2个次极大，但次极大靠得很近，且光强很弱，实际观测不到。相对光强在几乎黑暗的背景上出现了几条又细又亮的条纹。3、缺级现象：即角方向既是光栅衍射的某一级主极大，又是单缝衍射光强为零的方向，则光

6、栅衍射光谱中缺少这一级明条纹，称为缺级现象。例：a=b时，2，4，6，缺级a+b=3a时，k=3kk=2k3，6，9，缺级缺缺缺缺7654321012345670三、光栅光谱对同一级次，越大，越大，入射光为白光时，光栅把不同波长的光分开来，形成光谱。一级光谱二级光谱三级光谱例题1波长为500nm的单色平行光垂直地照射在一衍射光栅上，光栅常数为2.0×10-3cm，光栅后面放一焦距为2.0m的透镜把衍射光会聚在接收屏上。求第一谱线与第三谱线间的距离。设第一、第三级谱线的衍射角分别为1和3；第一、第三级谱线到中央亮条纹中心的距离分别为x1和x3则由于

7、1和3都很小，因此解：例题2用波长为589.3nm的平行钠光垂直照射光栅，已知光栅上每毫米有500条刻痕，且透明和不透明的宽度相等，问最多能观察到几条亮条纹？解：由已知由于屏是无限大的，最大衍射角应是±/2可以接收到7条谱线，k=±2的谱线消失因此屏上可接收到5条谱线，其值分别为0、±1、±3但有缺级，其k值为作业(14)答案2、1、3、（明）(1)n=1,(2)n=1.33,机械波穿过狭缝15-7光的偏振性马吕斯定律光是电磁波，是变化的电场和变化的磁场的传播过程。其中E矢量称为光矢量。光矢量的振动方向总是和光的传播方向垂直。EH传播方向光波是横波通光方向