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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,色散干涉衍射偏振,第一页，共49页。,光的颜色,红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫,偏向角,小 大,折射率,较小 较大,在媒质中的光速,较大 较小,“彩虹”是常见的一种色散现象，形成的原因是太阳光被悬在空中的许多小水珠色散而形成了彩色光带。,第二页，共49页。,薄膜干涉,5.随着时间的推移，条纹间距越来大。,1、点燃酒精灯，并在酒精灯火焰里洒一些食盐。,3、在火焰的同侧观察火焰的反射像。,2、用金属环在肥皂液中浸一下，制成肥皂薄膜。,第三页，共49页。,由于重力的作用，肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形。,光从薄膜的前后两个表面反射出来两个光波，这两列光波的频率相同，产生干涉。,现象解释,前表面,后表面,第四页，共49页。,楔性空气薄层,标准样板,被检测平面,光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉.,如果被检测表面的平整的,将看到与底线平行的干涉条纹.,原因是厚度相等的地方，光程差一样、干涉情况一样，即某一处反射回来的两列波叠加，若光振动加强，产生亮点，那些与这处厚度相等的地方都是亮点，这些亮点组成彼此平行的亮纹,反之是暗纹,思考题：同一条纹对应的各点有什么关系，空气薄膜的厚度有什么关系？,第五页，共49页。,第六页，共49页。,例、如图所示，是用干涉法检查某厚玻璃的上表面是否平整的装置，所用单色光做光源，检查中所观察到的干涉条纹是由下列两个表面反射的光线叠加而成的？,A、a的上表面和b的下表面,B、a的上表面和b的上表面,C、a的下表面和b的上表面,D、a的下表面和b的下表面,C,第七页，共49页。,例：利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度.如图(a)所示,现使透明标准板M和待检工件N间形成一楔形空气薄层,并用单色光照射,可观察到如图(b)所示的干涉条纹,条纹的,弯曲处P和Q对应于A和B处,下列判断中正确的是().,(A)N的上表面A处向上凸起,(B)N的上表面B处向上凸起,(C)条纹的cd点对应处的薄膜厚,度相同,(D)条纹的d、e点对应处的薄膜,厚度相同,BC,第八页，共49页。,用干涉法检查工件表面的质量时,产生的干涉条纹是一组平行直线,若让劈尖的上表面略向上平移,如图(a)所示,则干涉条纹将_.若恰当增大劈尖的倾角如图(b)所示,则干涉条纹将_(均选填,“,变宽,”,、,“,变窄,”,或,“,不变,”,).,不变,变窄,第九页，共49页。,增透膜,薄膜厚度,增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，,当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时,，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量，称为增透膜。,第十页，共49页。,另一种实现光的干涉装置,牛顿环,压紧两块小玻璃片可看到彩色环,第十一页，共49页。,杨氏,双缝,干涉实验,1、,装置特点,：,2、,要用单色光,单缝,双缝,S1,S,S2,屏,屏上看到明暗相间的条纹,屏上形成的明暗相间条纹叫做,干涉图样,2）,1）双缝S1、S2到单缝S的距离相等,双缝的作用是获得两个振动情况完全相同的光源，叫,相干光源,(频率相同),双缝的作用,：,单缝的作用：,获得光源,第十二页，共49页。,（1）,空间的某点距离光源S1和S2的路程差为0、1、2、3、等波长的整数倍（,半波长的偶数倍,）时，该点为振动加强,点,。,（2）空间的某点距离光源S1和S2的路程差为/2、3/2、5/2、等,半波长的奇数倍,时，该点为振动减弱点。,总结规律,光程差,=k（k=0，1，2，等）,光程差,=（2k-1)/2 (k=1,2,3,等）,亮纹,暗纹,第十三页，共49页。,推导,亮（暗）纹间距的公式,x=,第十四页，共49页。,白光的干涉图样是什么样的？,明暗相间的彩色条纹；,中央为白色亮条纹；,干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；,在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。,为什么会这样?,第十五页，共49页。,2、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时：（）,A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失,B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条纹仍然存在,C、任何颜色的干涉条纹都不存在。,D、屏上无任何亮光,C,第十六页，共49页。,激光束,调节狭缝宽窄,狭缝,像屏,取一个不透光的屏，在它的中间装上一个宽度可以调节的狭缝，在缝后适当距离处放一个像屏，用平行的单色光照射。,调节的狭缝的宽窄，如果能在光屏上,观察到比狭缝的宽度宽得多的亮区,，就证明了光的衍射现象存在。,第十七页，共49页。,单缝衍射条纹的特征,光的衍射,1、中央亮纹宽而亮,2、两侧条纹具有对称性，亮纹较窄、较暗,第十八页，共49页。,A,B,S,1、孔较大时,屏上出现清晰的光斑,2、孔较小时,屏上出现衍射花样,圆孔衍射,第十九页，共49页。,圆屏衍射,泊松亮斑,不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都能,使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果,圆屏衍射,圆孔衍射,钢针的衍射,第二十页，共49页。,1、光的干涉和衍射图样区别,双缝干涉图样特点：,单缝衍射图象特点：,光的干涉和光的衍射的比较,2、双缝干涉和单缝衍射都是光波叠加的结果，只是干涉条纹是有限的几束光的叠加，而衍射条纹可认为是极多且复杂的相干光的叠加。,明暗相间、中间较宽较亮，两边对称亮度渐减弱,明暗相间、等间距等亮度,红光,第二十一页，共49页。,光的偏振,第二十二页，共49页。,1.横波与纵波的区别?什么是横波的偏振现象?,实验一:,横波的偏振现象,取一根软绳，一端固定在墙上，手持另一端上下抖动，就在软绳上形成一列横波.,腰横别扁担进不了城门,第二十三页，共49页。,2.什么是光的偏振现象?,实验二:,让光源的光通过一片偏振片(,),结论:,在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿任意方向振动的强度相同.,现象:,偏振片无论如何转动,光线不会发生变化,第二十四页，共49页。,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,第二十五页，共49页。,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,第二十六页，共49页。,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,第二十七页，共49页。,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,第二十八页，共49页。,.,.,.,.,.,检偏器,自然光,自然光通过旋转的检偏器，光强不变,第二十九页，共49页。,实验三:,让光源的光通过用两片偏振片(起振器,检偏器),现象:,光通过第一片偏振片后再转动第二片偏振片,光的强弱会发生变化,结论:,光也会发生偏振,说明光是横波.,第三十页，共49页。,.,.,.,.,.,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,第三十一页，共49页。,.,.,.,.,.,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,第三十二页，共49页。,.,.,.,.,.,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,第三十三页，共49页。,.,.,.,.,.,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,第三十四页，共49页。,.,.,.,.,.,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,第三十五页，共49页。,.,.,.,.,.,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,两偏振片的偏振化方向相互垂直,光强为零,第三十六页，共49页。,实验四:,让光源的光通过用两片偏振片(起振器,检偏器),第三十七页，共49页。,3.什么是自然光?自然光与偏振光的区别?,自然光:,由光源(太阳、电灯等）直接发光而来。,特点：,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，且各振动方向的光强相等。,第三十八页，共49页。,偏振光:,在垂直于传播方向的平面内，只沿某一个方向振动的光。,反射光都是偏振光。,.,.,.,.,.,起偏器,检偏器,自然光,偏振光,第三十九页，共49页。,第四十页，共49页。,1.如图所示，让太阳光通过遮光板,M,中的小孔,S，,在,M,的右方放一偏振片,P，P,的右方再放一光屏,Q,，现以光的传播方向为轴逐渐旋转偏振片,P，,关于屏,Q,上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是,A、先变亮后变暗,B、先变暗后变亮,C、亮度不变,D、光先变暗后变亮，再变暗，再变亮,Q,P,M,S,c,第四十一页，共49页。,2,.,两个偏振片紧靠在一起将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过如果将其中的一片旋转180度，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（）,A、透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零,B、透过偏振片的光强光增强，然后减少到非零的最小值,C、透过偏振片的光强在整个过程中都增强,D、透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强,A,第四十二页，共49页。,3：通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板的光，当以入射光线为轴转动偏振片时，能够观察到光线强弱有变化的是 （）,A、电灯,B、蜡烛,C、月亮,D、反光的黑板,CD,第四十三页，共49页。,激光,Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation,第四十四页，共49页。,1.方向性,激光是沿一定方向发射的一束很细的光束，光束的发散角很小。光束在几公里外，扩展范围也不过几厘米，这样好的方向性是普通光源所无法达到的。可应用于测距，通信和雷达等方面。,第四十五页，共49页。,2.亮度,由于激光的方向性好，能量在空间沿发射方向可高度集中，亮度比普通光源有极大提高。另外，采用特殊措施的激光器，还可以积累能量，引而不发，然后在极短时间内发光。这样，将光束能量在时间上高度集中，进一步提高了激光的亮度，可利用激光进行打孔，切割和焊接等。,第四十六页，共49页。,3.单色性,所谓单色性好，是指光波的颜色很纯，谱线宽度很小，普通光源氪（Kr,86,）灯，波长,，在氦氖激光器中，,，,，两者相比，提高万倍。,第四十七页，共49页。,4.相干性,普通光源发出是非相干光。激光是相干光。可应用到精密测量、通讯、测长、测振、全息照相和信息处理等方向。,第四十八页，共49页。,全息照相：,参考光,照相底片,反射光,物光,物,同一激光束被分成两束，参考光直接照到底片上，物光也到达底片。两者干涉，在底片上形成复杂的干涉条纹，各点的明暗程度反映了叠加的加强和减弱的情形。,第四十九页，共49页。,
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