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1、*多缝干涉-主极大(光栅方程)*单缝衍射中央零级亮纹范围内的主极大个数*主极大缺级的级次*可观察到的主极大的最高级次:相邻两个主极大之间有N N 1 1条 暗纹暗纹， N2条次级明纹上次课的内容复习:光程差两相干光束间-相邻两缝上;相同位置处;相同衍射角度*光栅的分辨本领课堂练习:波长600nm(1nm=109m)的单色光垂直入射到一光 栅上，测得第二级主极大的衍射角为30，且第三级是缺 级(1) 光栅常数(a + b)等于多少？ (2) 透光缝最小宽 度a等于多少？(3) 在选定了上述(a + b)和a之后，求在 衍射角-能观察到的主极大级次解： (1) 由光栅方程 (2)由于第三级缺级K=
2、1时最小宽度k=3,6,9, 缺级可观察到的级次: k=-2,-1,0,1,2共5条明纹(3)本次课的重点掌握X射线在晶格上的衍射公式理解自然光、线偏振光等的概念理解偏振光的获得和检验方法掌握马吕斯定律掌握布儒斯特定律了解反射和折射光的偏振 X X射线的射线的衍射衍射 X X射线射线K A 1895年,伦琴(德),X射线管约0.01-10nm数量级的电磁波1912年,劳厄(德)实验.OPPE C劳 厄斑晶体X X射线射线晶体结构的周期大小和x射线的波长相当 ，可作为三维光栅，使x射线产生衍射。 布拉格公式 1913年,布拉格(英)父子实验.dCOBA晶面间距d，掠射角，上下相邻原子层反射线的光
3、程差=AC+BC=2dsin 干涉加强： 2dsin=k， k=1,2,3,.布拉格公式不同取向的原子层组如图应用：测波长或测晶体的晶格常数自然自然光和偏振光光和偏振光1. 线偏振光E播传方向振动面面对光的传播方向看 线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解;两个分量 同频率且位相差为0或EEyExyx光的横波性,光的振动矢量为电矢量线偏振光的表示法： 光振动垂直板面光振动平行板面 2. 自然光没有优势方向自然光的分解一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直 的、等幅的、不相干的线偏振光。自然光的表示法：3. 部分偏振光部分偏振光的分解部分偏振光部分偏振光可分解为两束不等幅的、不相干振动 方向相互垂直
4、的线偏振光。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右旋圆偏振光yyxz传播方向 /2x左旋圆偏振光E随z的变化E04. 圆偏振光 椭圆偏振光左旋光和右旋光线偏振光沿两个相互垂 直的方向分解时两个分 量位相差为/2或3/2右旋椭圆偏振光左旋椭圆偏振光线偏光线偏光在两个互相垂直方向上的分量在两个互相垂直方向上的分量 同频率且有固定位相差时同频率且有固定位相差时 线偏振光线偏振光右旋（正）椭圆偏振光左旋（正）椭圆偏振光反射光和折射光的偏振 n1n2i ir自然光反射和折射后产生部分偏振光n1 n2i0i0r0Si = i0 时，反射光只有S分量线偏振光(光矢量的振 动方向垂直
5、于入射面)i0 +r0 = 90O i 0 布儒斯特角或 起偏角由 有布儒斯特定律 (1812年)i0 +r0 = 90O n1 =1.00 (空气) n2 =1.50 (玻璃)例如：互 余空气玻璃玻璃空气玻璃片堆当i =i0时 i0(接近线偏振光) 自然光线偏振光自然光从空气玻璃*散射光的偏振pI()振荡电偶极子电磁 辐射强度的角分布zx py入射自然光B散射光 (部分偏振光)散射光(线偏振光 )散射光(自然光 )偏 振 化 方 向自然 光 振线偏光偏振光的产生和检验偏振光的产生和检验 偏振片微晶型非偏振光线偏振光光轴电气石晶片分子型xyz z线栅起偏器入射 电磁波起偏起偏 检偏检偏 偏振片
6、作用：. . . .启/检偏器自然光通过旋转的偏振片自然光. . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . . .检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变. . . .起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化. . . .起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋
7、转的检偏器，光强发生变化. . . .起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化. . . .起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化. . . 起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化. . . .起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化. . . . .起偏器检偏器自然光线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，光强发生变化检偏器偏 振化方向A A0 . .起偏器检偏器自然光线偏振光AIA00II0I=A A022马吕斯定律=cosA02A022cosAA0= 检偏器前偏振光振动方向与检偏器 偏振化方向之间的夹角马
8、吕斯定律马吕斯定律非偏振光I0线偏振光 IP偏振化方向 (透振方向)I0IPP E0E=E0cos消光 讨论：讨论：(3)用偏振器件分析、检验光的偏振态I?P待检光 I不变？是什么光？ I变，有消光？是什么光？ I变，无消光？是什么光答：自然光或圆偏光答：线偏光答：部分线偏光或椭圆偏光例例:用两个偏振片平行放置作为起偏器和检偏器,在它 们的偏振化方向成30角时, 观测一光源; 再将夹角 改为60, 换一个光源.两次测得光强相等.求两光源 照起偏器的光强之比.解:设两光源照射起偏器的光强分别为I1和I2. 检偏器后的光强分别为I1 和I2. 依题意 I1=I2即依照马吕斯定律例例: 一束自然光入
9、射到重叠起来的四片偏振片上, 它们的偏振化依次顺时针(迎着投射光看)偏开30角. 求入射光中有百分之几的光强透过这组偏振片(不计 偏振片的吸收).解:设入射光的光强为I0,透过第1、2、3 、 4片的光强分别为I1 、 I2 、I3 、 I4,I1 = I0/2可见透射光强为入射光的21%.例例：光强的调制。在偏振化方向正交的起偏器M和 检器N 之间，插入一片以角速度 旋转的理想偏振 片P，入射自然光强为I0 ,试求由系统出射的光强是 多少？利用偏振片P的旋转可调制光信号 四明四暗.t=0,90 ,180 ,270 时，输出光强为零.t=45 ,135 ,225 ,315 时,输出光强为 .解
10、解:讨 论例:一束平面偏振光与自然光混合,当它通过一理 想的旋转偏振片时,发现透射光强度依赖于偏振片 的取向可增加到五倍,求光束中的两种成分的光强 各占总强度的百分比.旋转偏振片时出射光的最大值为最小值的五倍即其中解上两式,得:所以入射光中两种成分的光强分别占总光强的 和 .解:设自然光光强为I1, 线偏光光强为I2 例部分偏振光由自然光和线偏振光混合组成， 今通过一偏振片观察，当偏振片由对应最大亮度 位置转过60时，光束亮度减为一半。 求这部分偏振光中自然光与线偏光强度之比。解:设部分偏振光的光强为1， 其中线偏光占x，则自然光为(1-x) 对应最大亮度=0时 =60时， 由题知 I1/2=I2 即 解得x=0.5 自然光强度：线偏振光强度=1：1 未加偏振片时 拍摄的橱窗加偏振片时 拍摄的橱窗未加偏振片时拍摄的橱窗加了偏振片后拍摄的橱窗作业: 练习册P132:9：练习册P133：14;练习册P135：12, 14
