江苏大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第十二章 光学（要点）

第12章光学 第12章光学 1.光程差 三要素：传播路径，等光程性，半波损失 光程差与相位差 △p=2π 6 前页后页目录 1

前页 后页 目录 1 第12章 光学 1. 光程差 2π     = 三要素：传播路径，等光程性，半波损失 光程差与相位差 第12章 光学

第12章光学 2.干涉明（暗)纹的光程差条件 干涉相长（明纹极大） 光程差为零或半波长的偶数倍。 6=+2k 干涉相消（暗纹极小） 光程差为半波长的奇数倍。 6=±(2k±1) 前页后页目录2

前页 后页 目录 2 第12章 光学 2. 干涉明（暗）纹的光程差条件 干涉相长（明纹极大） 干涉相消（暗纹极小） 光程差为零或半波长的偶数倍。 光程差为半波长的奇数倍。 2 2 k   =  2 1 2 ( ) k   =  

第12章光学 3.杨氏双缝实验 通常满足 D>>d D>>x S sin0≈tan0 波程差 0 δ≈d. D 条纹间距（宽度)△x= 前页后页目录 3

前页 后页 目录 3 第12章 光学    P x d D o 1 r 2 r o S1 S2 通常满足 D d  D x  sin tan    波程差 x d D    3. 杨氏双缝实验 条纹间距（宽度） D x d  = 

第12章光学 4.薄膜干涉 光程差6-2dV-msim2i+8 4.1等厚干涉 平行光垂直入射时光程差6=2m,d+ 2 薄膜厚度相等的点构成一条等厚干涉条纹，薄膜 厚度变化不同，形成不同的干涉图样。 相邻条纹处薄膜厚度差△d= 22 等厚千涉之一：劈尖△d=lsin0 前页后页目录4

前页 后页 目录 4 第12章 光学 2 2 2 n d   = + 2 2 d n   = 2 2 2 2 1   = − + 2d n n i sin  等厚干涉之一：劈尖 d l = sin 薄膜厚度相等的点构成一条等厚干涉条纹，薄膜 厚度变化不同，形成不同的干涉图样。 4.1 等厚干涉 4. 薄膜干涉 光程差 平行光垂直入射时光程差 相邻条纹处薄膜厚度差

第12章光学 牛顿环 d= 2R-d 2R 明（暗)环半径 rk=kRA (k=0,1,2…)暗 /(2k-1)R2 (k=1,2,3…)明 前页后页目录5

前页 后页 目录 5 第12章 光学 2 2 2 2 r r d R d R =  − 明（暗）环半径 ( , , ...) 0 1 2 k r kR k = =  暗 2 1 1 2 3 2 ( ) ( , , ...) k k R r k −  = = 明 牛顿环

第12章光学 4.2等倾干涉 入射角相同的光束构成一条等倾干涉条纹 4.3迈克耳逊千涉仪 反射镜移动距离与移动的条纹数关系 4d=N. 2 前页后页目录6

前页 后页 目录 6 第12章 光学 4.2 等倾干涉 入射角相同的光束构成一条等倾干涉条纹 4.3 迈克耳逊干涉仪 2 d N   =  反射镜移动距离与移动的条纹数关系

第12章光学 5.单缝的夫琅禾费衍射 暗纹级 垂直入射时 3 2 2 0 明纹级 半波带法 单缝上、下沿到屏的光程差6=asim0=N. 2 前页后页目录 7

前页 后页 目录 7 第12章 光学 f 1    = asin 5.单缝的夫琅禾费衍射 单缝上、下沿到屏的光程差 半波带法 2 N  =  暗纹级 1 2 3 明纹级 2  0 1 2 垂直入射时

第12章光学 中夹明纹极大位置asin0=0 明纹极大位置asin0=(2k+)子 (k=士1，±2，±3) 暗纹板小位置asin0=(2)分 (k=±1，±2，±3…) 中夹明纹宽度△x=2ftan8≈2f 6.圆孔的夫琅禾费衍射 爱里斑半径R≈1.227 前页后页目录8

前页 后页 目录 8 第12章 光学 明纹极大位置 2 1 1 2 3 2 a k k sin ( ) ( , , ...)   = + =    暗纹极小位置 2 1 2 3 2 a k k sin ( ) ( , , ...)   = =    中央明纹宽度 1 x f = 2 tan 2 f a   中央明纹极大位置 asin = 0 6.圆孔的夫琅禾费衍射 爱里斑半径 R f 1 22 . d   

第12章光学 7.光栅衍射 以垂直入射为例 主极大dsin0=k入 (k=0,±1，±2.… 缺级条件(a+b)sinO=k2 asin0=k"λ 主明纹缺的级k=0+b k" 0 分辨本领R= =kN △Z 前页后页目录 9

前页 后页 目录 9 第12章 光学 7.光栅衍射 主极大 d k k sin ( , , ...)   = =   0 1 2 缺级条件 ( )sin a b k + =   a k sin  =  分辨本领 R kN   = = 以垂直入射为例 主明纹缺的级 a b k k a + = 

第12章光学 E 8偏振性检测 入射光 以入射光为轴，转动检偏器 自然光 出射光强不变 线偏振光 出射光强变化，有消光现象 部分偏振光 出射光强变化，没有消光现象 前页后页目录 10

前页 后页 目录 10 第12章 光学 1 I P1 自然光 出射光强不变 线偏振光 出射光强变化，有消光现象 部分偏振光 出射光强变化，没有消光现象 入射光 以入射光为轴，转动检偏器 8.偏振性检测 I E