偏振光光的衍射课件

,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,*,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,*,实验,11,偏振光特性研究,实验11 偏振光特性研究,实验目的,观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。,了解波片的作用,用,1/4,波片产生椭圆和圆偏振光,并检验。,实验目的观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。,偏振片的特性和作用,M,M,N,N,I,0,I,M,M,N,N,A,A,0,马吕斯定律,:,起偏器,检偏器,偏振片的特性和作用MMNNI0IMMNNAA0,波片的特性和作用,双折射晶体,合成偏振光,/4;,椭圆偏振,=,/4;,圆偏振,入射线偏振光,光轴,Z,A,e,A,o,1/4,波片,Z,A,=,0,O,=,15,O,=,30,O,=,45,O,=,60,O,=,75,O,=,90,O,波片的特性和作用双折射晶体合成偏振光/4;椭圆偏振,自然光、平面偏振光、圆偏振光,自然光,平面偏振光,圆偏振光,O,E,0,E,b,a,b,X,Z,Y,c,Y,E,a,Z,O,E,0,偏振方向,传播方向,E,b,偏振片,P,1,光波是横波,波片,自然光、平面偏振光、圆偏振光 自然光 平面偏振光,椭圆偏振光,椭圆偏振光可用两列沿同一方向传播的频率相等、振动方向相互垂直的线偏振光叠加得到。这两列线偏振光的相位差不等于,0,、,；如果二线偏振光的振幅相等，它们的相位差应不等于,0,、,/2,、,。,光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出椭圆轨迹。检偏器旋转一周，观察屏上光两强两弱。,椭圆偏振光 光矢量端点在,圆偏振光,圆偏振光可用两列沿同一方向传播、同频率、同振幅、振动方向相互垂直且相位差等于,/2,的线偏振光叠加得到。,光矢量端点在垂直于光传播方向的截面内描绘出圆形轨迹。检偏器旋转一周，观察屏上光强无变化。,圆偏振光 圆偏振光可用两列沿同一方向传播、,偏振光分析,按照,3-11-6,图依次放置各器件，调节两偏振片振动面垂直，插入,1/4,波片，改变波片角度，转动检偏片，在观察屏上观察各种偏振光的像，进行分析。各实验仪器稍后请看录像。,偏振光分析按照3-11-6图依次放置各器件，调节两偏振片振动,?,“,光线”,拐弯了！,实验,13,光 的 衍 射,?“光线”拐弯了！实验13 光 的 衍 射,光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强不均匀分布的现象，叫做,光的衍射,。,缝,图,2,夫琅和费,衍射,光源及观察屏距障碍物均为无限远,S,缝,P,图,1,菲涅耳,衍射,光源或观察屏距障碍物较近,光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现,夫琅和费单缝的衍射原理图,单 缝,观 察 屏,光强分布图,单 缝,观 察 屏,夫琅和费单缝的衍射原理图 单 缝观 察 屏光强分布图单 缝观,夫琅和费单缝衍射的光强分布规律,其中,为观察屏上任意一点的光强,;,点的光强；,为衍射花样中心点,为入射光的波长。,（,1,）当 时，即衍射角 或 时有,为,点的光强，是衍射花样的最大光强值，称为主极大,光强，对应中央亮条纹。,讨论,:,夫琅和费单缝衍射的光强分布规律其中为观察屏上任意一点的光强;,（,2,）当,即,则 ，对应点的光强为极小,(,即出现暗条纹,),，称为极小值级次。若用 表示光强极小值点到中心点 的距离，因衍射角 极小，则,从上式可以看出，、和 的变化都将引起衍,射条纹的变化。具体变化情况可参照以下两图：,（2）当 ,即则 ，对应点的光强为极小(,各级极大光强的位置和相应的光强值如下表：,（,3,）在每两个相邻的最小光强值之间有一最大光强值，,称为次极大光强，此时，,对应点出现亮条纹。,各级极大光强的位置和相应的光强值如下表：（3）在每两个相邻,单缝宽度变化，衍射条纹宽度如何变化？,单缝宽度变化，衍射条纹宽度如何变化？,入射波长变化，衍射条纹如何变化,?,入射波长变化，衍射条纹如何变化?,1,、观察夫朗和费单缝衍射现象,a,、,按上图组织光路，要尽可能大。打开激光器电源，调节各元,件共轴，进一步调节各元件使观察屏上形成清晰的衍射花样；,b,、记录夫琅和费单缝衍射花样的特点；,c,、改变缝宽,a,，记录观察屏上衍射花样的变化规律；,d,、改变 ，记录观察屏上衍射花样的变化规律。,1、观察夫朗和费单缝衍射现象a、按上图组织光路，要尽可能大,测量夫琅和费单缝衍射的相对光强分布,a,、如上图，移去观察屏，换上光电转换器（数字式灵敏检流计,与之相 连）；,b,、测出中央主极大光强 和,K=1,、,2,各级次极大光强，验证理,论结果,=0.047,、,0.017,（,i=1,、,2,）；,请看仪器录像,测量夫琅和费单缝衍射的相对光强分布a、如上图，移去观察屏，换,a,、按如图所示组织光路（加入扩束镜），调节各元件共轴，并且使观察屏上形成清晰的衍射花样；,b,、改变缝到屏的距离，观察并记录衍射花样的变化规律,。,2,、,观察菲涅尔单缝衍射现象,a、按如图所示组织光路（加入扩束镜），调节各元件共轴，并且使,偏振光分析,按照,3-11-6,图各实验仪器录像。,偏振光分析按照3-11-6图各实验仪器录像。,1.,底座旋钮旋转至,off,，仪器可以移动；移动时应保持仪器不离开实验台，缓慢推动底座平移；仪器就位后将旋钮旋转至,on,，将仪器固定在实验台。,2.,松开固定螺丝调节各器件高度一致时，不要把器件调得过高而拔出插杆。,3.,测量夫朗和费衍射光强时，注意数字电流计的量程灯变化（,1,和,10,）；测量中央主极大光强时若超出量程（电流计显示为,1,），应缩小缝宽，增大光电转换器到狭缝的距离。,注意事项：,1.底座旋钮旋转至off，仪器可以移动；移动时应保持仪器,ENJOY YOUR COURSE!,ENJOY YOUR COURSE!,