件,求解条件,就容易解题了。
下面我们来介绍光的第二个特征光的衍射
首先要明白光衍射的定义,先看教材400页图11—14,S光源发出的光经孔K后投到E上,孔的大小和波长比拟,按理说光是直线传播,应该在E处形成一个和孔K大小相等的
光圆,但实际情况是除了在中心形成一个亮斑外,亮斑周围也就是孔的边缘地带,是明暗条纹,如图11—15所示,这个实验现象表明光传播偏离了直线传播,这种现象就是光的衍射。
光的衍射理论上可以通过惠更斯—菲涅耳原理来解释,他认为波面上任一点都可看作是新的振动中心,由它们发出子波,在空间某一点P的振动是所有这些子波在该点的相干叠加。
按照这个原理,在400页图上S发出光源经过K孔,在孔处的波面处各点都是子波源,子波向各方向发射,必然要扩展到孔所对应的几何形区外面,形成的子波之间相干就形成了明暗条纹,也就是说明暗条纹的形成和干涉有关,如此,我们就可以量化衍射现象了,由于干涉和半波长有关,那么我们就将孔处波面分成许多等面积的带,并使相邻任何对应点发出的光到屏上对应点的光程差为半个波长,这样的带我们称之为半波带,半波带处不容易理解,请大家仔细听,参考402页图 11—18.
若P点在屏上的位置不同,则衍射角不同,由此单缝处波面被分成半波带数目不同,半波带的个数完全取绝于衍射光中两边缘光线的光程差,当它满足半波长的偶数倍时相消干涉,即 ,当它为波长的奇数倍时相长干涉。
即
在单缝衍射衍射光谱中,光强分布并不均匀,中央明纹光强最大,而两侧明纹光强依次减少。
中央明纹在屏上线宽度
能让光发生衍射的器件叫光栅,观察409页图11—23要明白a、b、d三者关系,光栅衍射条件。
亦即光栅公式
光的衍射重要应用一般应用于光学仪器,关于这部分请阅读教材405页到407,掌握瑞利判据,分辨率定义,知道分辨率是评定光学仪器质量的一个指标,其实质是指能够分得清的两个物点之间的最小距离。
下面我们介绍光的第三个特征,光的偏振,这部分要求我们要掌握两个定律和一个基本定义。
一个定义是指什么是光的偏振?
光的偏振是指光矢量在垂直于光传播方向的平面上只沿某一固定方向振动,这就是光的偏振,光的偏振证明了光是横波。
两个定律是指马吕斯定律和布儒斯特定律。
马吕斯定律讲的是,强度I0的偏振光,通过检偏器后强度变为 ,x为起偏器和检偏器偏振仪方向的夹角。
布儒斯特定律是指一束光从一媒质进入另一同性媒质时发生反射和折射,当入射角i满足 为相对折射率。
反射光为完全偏振光,折射光为部分偏振光, 为布儒斯特角。
本篇典型习题
1.一质点同时参与同方向同频率的两个振动
求合振动的振幅和初相位
2.设有一平面简谐波
求此波长、振幅、频率以及x=0.10m处振动初相位
3.设一简谐振动方程
求(1)振动振幅、频率、初相
(2)t=2s时的位移、速度