《大学物理Ⅱ》2013-2014期末考试复习精讲PPT《偏振双折射篇》PPT资料.ppt

1、相邻主级大间有相邻主级大间有N N1 1暗纹暗纹N N2 2次极大；次极大；条纹在屏上离中心的距离比上成像透镜焦距条纹在屏上离中心的距离比上成像透镜焦距为为tgtg ；填空选择题填空选择题波动光学：半波带法；偏振马吕斯；布儒斯特；双双折射折射；自然光光强自然光光强 I I0 0，连续通过，连续通过 3 3 个偏振偏后，光强为个偏振偏后，光强为 I I，其中第，其中第一第三个偏振片偏振化方向垂直，第二个偏振片的偏振化方一第三个偏振片偏振化方向垂直，第二个偏振片的偏振化方向与第一第三的夹角均为向与第一第三的夹角均为 45450 0 ，则，则 I I 与与 I I0 0 之比为：之比为：C自然光光强

2、自然光光强 I I0 0，连续通过，连续通过 3 3 个偏振偏后，光强为个偏振偏后，光强为 I I，其中第，其中第一第三个偏振片偏振化方向垂直，第二个偏振片的偏振化方一第三个偏振片偏振化方向垂直，第二个偏振片的偏振化方向与第一的夹角均为向与第一的夹角均为 30300 0，则，则 I I 与与 I I0 0 之比为：C两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直，若一两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直，若一束强度为束强度为I I0 0的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为偏振片的偏振化方向夹角为45450 0 ，则穿过第一偏振片

3、后，则穿过第一偏振片后的光强为的光强为 ，穿过两个偏振片后的光强为，穿过两个偏振片后的光强为 。2.2.如图所示，请将各图中反射光和折射光的偏振态画出来，如图所示，请将各图中反射光和折射光的偏振态画出来，图中图中反射光束中垂直振动多于平行振动，反射光束中垂直振动多于平行振动，而折射光束中，平行振动多于垂直振动。而折射光束中，平行振动多于垂直振动。当入射角为起偏角当入射角为起偏角i0 时，反射光只有垂直振动，时，反射光只有垂直振动，但反射光只占入射光一小部分，折射光占大部分。但反射光只占入射光一小部分，折射光占大部分。应用布儒斯特定律可以测介质的折射率，今测得此介质应用布儒斯特定律可以测介质的折

4、射率，今测得此介质的起偏振角的起偏振角i i0 0=56560 0 ，这种物质的折射率为，这种物质的折射率为 。假设某一介质对于空气的临界角是假设某一介质对于空气的临界角是45450 0 ，则光从空气射，则光从空气射向此介质时的布儒斯特角为向此介质时的布儒斯特角为 。在双折射晶体内部，在双折射晶体内部，有某种特定方向成为晶体的光轴，有某种特定方向成为晶体的光轴，光在晶体内沿光轴传播时，光在晶体内沿光轴传播时，光和光和 光的传播速光的传播速度相等。度相等。在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿着这一方在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿着这一方向寻常光和非常光的向寻常光和非常光的 相等，这

5、一方向成为晶体的相等，这一方向成为晶体的光轴，只具有一个光轴方向的晶体成为光轴，只具有一个光轴方向的晶体成为 晶体。晶体。光轴光轴 用方解石晶体（负晶体）切成一个截面为正三角形的棱用方解石晶体（负晶体）切成一个截面为正三角形的棱镜，光轴方向如图。若自然光以入射光镜，光轴方向如图。若自然光以入射光i入射并产生双折入射并产生双折射，试定性地分别画出射，试定性地分别画出o光和光和e光的光路及振动方向。光的光路及振动方向。（三）（三）.双缝干涉、双缝干涉、单缝衍射、单缝衍射、光栅衍射主要特征的比较光栅衍射主要特征的比较类型类型双缝干涉（不考虑衍射）双缝干涉（不考虑衍射）单缝衍射单缝衍射光栅衍射光栅衍射

6、光程差光程差三种情况下光程差的表达式类似，但物理含义不同，不要混淆三种情况下光程差的表达式类似，但物理含义不同，不要混淆明暗纹明暗纹位置位置条纹特点条纹特点与光栅透光方向平行与光栅透光方向平行的、分布于宽广暗区的、分布于宽广暗区上的细窄明亮的条纹上的细窄明亮的条纹一系列平行于双缝的一系列平行于双缝的对称分布的等间距、对称分布的等间距、等亮度的条纹等亮度的条纹一系列对称分布的平一系列对称分布的平行条纹，中央明纹的行条纹，中央明纹的宽度是其它明纹宽度宽度是其它明纹宽度的两倍，中央明纹的的两倍，中央明纹的亮度远远大于其它明亮度远远大于其它明纹的亮度纹的亮度一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种

7、波长一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，的光，1=440nm，2=660nm。实验发现，两种波长的。实验发现，两种波长的谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角谱线（不计中央明纹）第二次重合于衍射角=60600 0的方的方向上。求此光栅的光栅常数向上。求此光栅的光栅常数d。主极大主极大主极大主极大的光强为单个缝在这点产生的光强的的光强为单个缝在这点产生的光强的N2 倍。倍。0级主极大级主极大正正1级主极大级主极大正正2级主极大级主极大正正3级主极大级主极大正正4级主极大级主极大将一束将一束=589nm平行光垂直入射到平行光垂直入射到1厘米内有厘米内有5000刻痕刻痕光栅上，光栅

8、的透光缝宽度光栅上，光栅的透光缝宽度a与其间距与其间距b相等，求：相等，求：（1 1）光线垂直入射时，能看到几条谱线？是那几级？）光线垂直入射时，能看到几条谱线？（2 2）若光线以与光栅平面发现的夹角）若光线以与光栅平面发现的夹角=30300 0的方向入的方向入射时，能看到几条谱线？是哪几级？射时，能看到几条谱线？缺级现象缺级现象产生的条件：产生的条件：出射方向出射方向相同；相同；成像于同一位置；光栅常数与缝宽之比为整数比时光栅常数与缝宽之比为整数比时；会产生缺级现象；缺级现象中主极大级别的确定：I IN N2 2I I单单sinsin 0 04 48 8-4-4-8-8单缝衍射单缝衍射 轮廓

9、线轮廓线光栅衍射光栅衍射光强曲线光强曲线（/d）/d）缺级现象中主极大级别的确定：I IN N2 2I I单单sinsin 0 04 48 8-4-4-8-8单缝衍射单缝衍射 轮廓线轮廓线光栅衍射光栅衍射光强曲线光强曲线（/d）/d）当当k与与m互为质数的整数比时；互为质数的整数比时；第一缺级就为第一缺级就为k级主极大；级主极大；第二缺级为第二缺级为2k级主极大；mk主极大；主极大；波长为波长为=589nm的平行光入射到每毫米的平行光入射到每毫米500条刻痕的光栅条刻痕的光栅上上。问屏幕上明纹数目？解：光栅常数光栅常数上下对称，屏上共有上下对称，屏上共有条明纹条明纹（1）当光垂直入射当光垂直入

10、射缺级缺级共有共有条明纹条明纹由明纹条件由明纹条件若若a=1000nm又如何？又如何？屏幕上能出现明纹满足的条件屏幕上能出现明纹满足的条件解：光栅方程光栅方程总共有总共有5+1+1=7条条（2）平行光以平行光以入射入射时，屏上明时，屏上明纹数目？纹数目？在光栅夫琅禾费衍射实验中，单色平行光在光栅夫琅禾费衍射实验中，单色平行光由垂直照射光栅变为以小于由垂直照射光栅变为以小于9090o o的入射角到的入射角到光栅上，观察到的光谱线光栅上，观察到的光谱线（A A）最高级次变小，条数不变）最高级次变小，条数不变 （B B）最高级次变大，条数不变）最高级次变大，条数不变（C C）最高级次变大，条数变多）

11、最高级次变大，条数变多 （D D）最高级次不变，条数不变）最高级次不变，条数不变B B将一束将一束=600nm平行光垂直入射到一光栅上，测得第二平行光垂直入射到一光栅上，测得第二级主极大的衍射角为级主极大的衍射角为30300 0，且第三级缺级。，且第三级缺级。（1 1）光栅常数）光栅常数（a+ba+b）等于多少？等于多少？（2 2）透光缝可能的最小宽度）透光缝可能的最小宽度a a等于多少？（3 3）在选定了上述）在选定了上述（a+ba+b）和和a a之后，求在衍射角在从之后，求在衍射角在从-90900 0到到+90900 0范围内可能观察到的全部主极大的级次。范围内可能观察到的全部主极大的级次

12、。5 5、如如图图a a、b b、c c、d d所所示示为为多多缝缝衍衍射射的的光光强强分分布布曲曲线线（横横坐坐标标为为衍射角的正弦衍射角的正弦 ，纵坐标为光强）。试回答：，纵坐标为光强）。（1 1）各图表示几缝衍射的图样，并说明理由。）各图表示几缝衍射的图样，并说明理由。图图a aI0图图b bI05 5、如如图图a a、b b、c c、d d所所示示为为多多缝缝衍衍射射的的光光强强分分布布曲曲线线（横横坐坐标标为为衍射角的正弦衍射角的正弦 ，纵坐标为光强）。解解：图图c cI0图图d dI05 5、如如图图a a、b b、c c、d d所所示示为为多多缝缝衍衍射射的的光光强强分分布布曲曲

13、线线（横横坐坐标标为为衍射角的正弦衍射角的正弦 ，纵坐标为光强）。试回答，纵坐标为光强）。（2 2）试在图上以）试在图上以 （或（或 ）为单位标出横坐标的分度值）为单位标出横坐标的分度值。图图aI05 5、如如图图a a、b b、c c、d d所所示示为为多多缝缝衍衍射射的的光光强强分分布布曲曲线线（横横坐坐标标为为衍射角的正弦衍射角的正弦 ，纵坐标为光强）。（2 2）试在图上以）试在图上以 （或（或 ）为单位标出横坐标的分度值。）为单位标出横坐标的分度值。图图b bI05 5、如如图图a a、b b、c c、d d所所示示为为多多缝缝衍衍射射的的光光强强分分布布曲曲线线（横横坐坐标标为为衍射角的正弦衍射角的正弦 ，纵坐标为光强）。图图c cI05 5、如如图图a a、b b、c c、d d所所示示为为多多缝缝衍衍射射的的光光强强分分布布曲曲线线（横横坐坐标标为为衍射角的正弦衍射角的正弦 ，纵坐标为光强）。（2）试在图上以）试在图上以 （或（或 ）为单位标出横坐标的分度值。图图d dI0图图c cI0（3 3）画出）画出 c c 图中图中0 0级与级与1 1级主极大间各暗纹对应的振幅矢量图。级主极大间各暗纹对应的振幅矢量图。主极大条件：暗纹条件：0 0级与级与1 1级主极大间各暗纹：级主极大间各暗纹：相邻两缝相邻两缝间光程差：间光程差：