光学7(12)xu

北极光喻有理西安交通大学P232~2422012-11-26下周交光学（2）的作业光栅衍射（1）主极大kdsinkNmmNdsin（2）暗纹条件（3）缺级kdak光栅的色分辨本领kN五.斜入射的光栅方程kd)sin(sin主极大条件k=0,1,2,3…N缺级条件')sin(sinkakd)sin(sin最多明条纹数)2π2π()sin(1maxdk)sin1(maxdk1maxmaxkkNABθdsinsindp1][2dadkk,3,2,1k结论和垂直相比，完整级次数不变,缺级级次相同。当=-90o时当=90o时一束波长为480nm的单色平行光，照射在每毫米内有600条刻痕的平面透射光栅上。求(1)光线垂直入射时，最多能看到第几级光谱？(2)光线以30o入射角入射时，最多能看到第几级光谱？kdsinm10615ddkmax3108.461075kd)03sin(sino5maxk例解1maxk(1)(2)斜入射级次分布不对称，但可得到更高级次的光谱，提高分辨率。共7级3,2,1,0,1,2,3k5,4,3,2,1,0,1k说明共7级98265890R已知双线的Na黄光垂直照射d=3.510-4nm,N=800的光栅上，Na光波长为、。例1nm0.5891nm6.5892(1)两波长第三级谱线的衍射角之差(2)第三级谱线的半角宽度(3)哪级谱线后双线可分辨开需要光栅分辨本领3,13.13.23解(1)13.13sind23.23sind3.13.23rad100.64(2)3.1cosNd3.1rad105.24(3)求80029828001R1级谱线后双线可分辨开例题补充一.线偏振光(平面偏振光)面对光的传播方向观察线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解αEExcos§14.10NaturalLightandPolarizedLight(光振动平行板面)(光振动垂直板面)线偏振光的表示法αEEysinxEyEEαE振动面uαEEx222cosαEEy222sinII二.自然光面对光的传播方向观察自然光可用两个相互独立、没有固定相位关系、等振幅且振动方向相互垂直的线偏振光表示。yxEEyxIII自然光的表示法三.部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可用两个相互独立、没有固定相位关系、不等振幅且振动方向相互垂直的线偏振光表示。部分偏振光的表示法平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强四.偏振度部分偏振光可看成是自然光和线偏振光的混合,设部分偏振光的强度为Ii,其中自然光强度为In，线偏振光的强度为Ip,则有nppipIIIIIp0p1p10p线偏振光部分偏振光自然光偏振度pniIII一束部分偏振光,当它通过一偏振片时,发现光强取决于偏振片的取向可以变化5倍。例解pniIII依题意得nI2132nppipIIIIIpnpII2求此光的偏振度。)(5pnII21§14.11偏振片的起偏和检偏马吕斯定律一.起偏和检偏自然光I0线偏振光I偏振化方向021II?'Iα线偏振光I'二.马吕斯定律2EI0max0IIIα，02πIα，(马吕斯定律)—消光αEEI222cos''cos'EEEcos'2II当;当起偏器检偏器偏振片是一种光学器件,利用它可以从自然光中获得线偏振光或者改变入射光的偏振态.平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成60夹角。让自然光垂直入射后,下列两种情况下：0121II(1)无吸收时，有60cos21202II125.08160cos21202II(1)两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收例求解(2)有吸收时，有10.0101%)101(81202II(2)两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了10%的能量透射光的光强与入射光的光强之比是多大？§14.12反射和折射产生的偏振布儒斯特定律一.反射和折射产生的偏振ib—布儒斯特角或起偏角自然光反射和折射后产生部分偏振光线偏振光2n1niiib+γ=90o时，反射光为线偏振光二.布儒斯特定律bbinγnincossinsin2212112tannnnibbi2n1nbi815600.150.1arctanbi玻璃片堆起偏和检偏玻璃片堆线偏振光biI0I例如n1=1.00(空气)，n2=1.50(玻璃)，则空气玻璃玻璃空气243350.100.1arctanbi入射自然光玻璃堆实物有反射光干扰的橱窗在照相机镜头前加偏振片?应用:例i2n1nii2n1niBi2n1nBi2n1nBiBi2n1nBi画出相应的反射光，折射光的方向及偏振态(n2n1)解§14.13晶体的双折射现象方解石s1R2R一束光入射到各向异性的介质后出现两束折射光的现象.1.双折射现象2.寻常光和非寻常光o光e光ioe1n2n并遵从折射定律，称为寻常光，简称o光一般不遵从折射定律，称非常光，简称e光一.晶体光学基本概念3.晶体的光轴当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。例如方解石晶体(冰洲石)光轴光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。单轴晶体：只有一个光轴的晶体双轴晶体:有两个光轴的晶体4.主平面主平面晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面.78o102o78o102o光轴与o光构成的平面叫o光主平面.光轴与e光构成的平面叫e光主平面.o光和e光振动方向.e光光轴e光的主平面o光光轴o光的主平面··(o光振动垂直o光主平面)(e光振动在e光主平面内)一般情况下，两个主平面间有一小的夹角，故o光振动和e光振动不严格垂直。当光轴在入射面时,o光主平面和e光主平面重合,此时o光振动和e光振动相互垂直。实用时有意选这种情况.5.单轴晶体中点光源的波面正晶体、负晶体o光的次波波面是球面ov光轴toocnv(o光主折射率)e光:以光轴为轴的旋转椭球面光轴tovtevevcne(e光主折射率)正晶体光轴eonneovv光轴负晶体eonneovvtovtevovevevov(垂直光轴截面)(垂直光轴截面)(平行光轴截面)(平行光轴截面)二.单轴晶体中的折射光线(惠更斯作图法(vevo))1.光轴平行入射面，自然光斜入射负晶体中o光B'B光轴e光A方解石光轴方解石光轴2.光轴平行入射面，自然光垂直入射负晶体中o光e光e光o光光轴3.光轴平行晶体表面，自然光垂直入射此时，o,e光传播方向相同，但传播速度不同。从晶体出射后，二者产生相位差。光o光e光o光eo光e光光轴注意：只有在晶体内部光线才分为O光和e光，出射后不分。4.光沿光轴方向入射三.晶体偏振器1.尼科耳棱镜2.渥拉斯顿棱镜光e上述两种棱镜得到的偏振光质量非常好，但棱镜本身价格很高，因而使用较少。负晶体(1.486)(1.55)(1.658)eonnn光o光e光e光ooeoei,eonno光o光e光光o加拿大树胶光轴一束波长为480nm的单色平行光，照射在每毫米内有600条刻痕的平面透射光栅上。求光线以30o入射角入射时，最多能看到哪几级光谱？题2用波长为的单色光照射狭缝，得到单缝的夫琅禾费衍射图样，第三级暗纹位于屏上的P处若将狭缝宽度缩小一半，那么P处是明纹还是暗纹？问题1如图，三缝的缝宽相同（都），缝间距分别为d和3d/2，入射光为单色平行光。求观察屏中心小范围内的强度随变化的分布2题3dPof2s1s3sd23