2012年自考物理（工）復(fù)習(xí)指導(dǎo)二十二

二、邁克爾孫干涉儀（識記）

記住邁克爾孫的名字吧，多么偉大的人兒！這種儀器主要由兩個精密反射鏡和一塊半透半反的分光板及一塊透明補(bǔ)償板組成。運(yùn)用邁克爾孫干涉儀可以方便地測得光的波長。 d=N /2

三、光的衍射（識記）

光的衍射也是光的波動性的一種表現(xiàn)，衍射與干涉本質(zhì)上都是波的相干疊加。

衍射現(xiàn)象的基本原理是惠更斯菲涅耳原理：惠更斯子波在傳播的空間某點(diǎn)相遇時也可以互相相干疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

衍射類型有菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射兩類：光源和觀察屏或者二者之一離障礙物的距離為有限遠(yuǎn)的衍射稱為菲涅耳衍射，或近場衍射。光源和觀察屏離障礙物都無限遠(yuǎn)時的衍射稱為夫瑯禾費(fèi)衍射。小孔衍射中，菲涅耳衍射中心可能是亮斑也可能是暗斑。對于遠(yuǎn)場衍射，中心只能是亮斑，當(dāng)小孔越大時，亮斑越小，小孔越小時，亮斑越大，衍射更顯著。

在用半波帶法討論衍射可以得到的結(jié)果：

1、單縫夫瑯禾費(fèi)衍射：當(dāng)衍射角 滿足單縫處波面被分成偶數(shù)個半波帶時，即

asin = 2k /2= k （k=1，2，3 ）此時形成暗紋中心。

當(dāng)衍射角 滿足單縫處波面被分成奇數(shù)個半波帶，即

asin = （2k+1） /2 時（k=1，2，3 ）此時形成明紋中心。

上面兩式中asin 就是單縫衍射的光程差，它所滿足的相干疊加明暗紋條紋公式，正好與雙縫干涉中明暗條紋公式相反，在雙縫干涉中：

當(dāng) =2k /2=k 時，產(chǎn)生明紋

當(dāng) =（2k +1）/2時，產(chǎn)生暗紋

（k=1， 1， 2 ）

為什么是這樣的，因?yàn)閱慰p衍射是縫本身波面子波的無限多束的干涉，而雙光束干涉是有限光束的干涉。

中央明紋衍射角 的寬度范圍為 ＜asin ＜

中央明紋在屏上的線寬度： x=2f /a

衍射條紋特征：衍射條紋為明暗相間直條紋，對稱于中央明紋分布，中央明紋寬度為其他明紋寬度的兩倍且光強(qiáng)最強(qiáng)，其他明紋光強(qiáng)急劇減弱。

2、光學(xué)儀器的分辨率。

由于光的衍射，光學(xué)儀器不能無限提高放大倍數(shù)。光學(xué)儀器的分辨率由瑞利判據(jù)可確定：對于兩個強(qiáng)度相等的不相干點(diǎn)光源，一點(diǎn)光源的艾里斑中心則好和另一光源的艾里斑邊緣相重合時，則兩個點(diǎn)光源恰能被分辨。

光學(xué)儀器的最小分辨角（艾里斑的角半徑） m=1.22 /D

分辨率：R=1/ m=D/1.22

四、光柵、光柵衍射（簡單應(yīng)用）

光柵公式：dsin = k k=0，1，2 明紋（主極大）應(yīng)能根據(jù)給出的d、k、 、 等值求解其他量。

光柵條紋的特征是：在黑暗背景上出現(xiàn)亮、開、窄的明條紋（主極大）。有利于精確測量主極大的位置。從而對波長的測量比較精確。

干涉和衍射是同一個波動相干疊加的兩種表現(xiàn)。通常干涉是指有限光束的相干疊加，如光柵的N縫干涉，而衍射是指無窮多子波的相干疊加，如單縫衍射是縫寬處波面上無窮子波地相干疊加。

五、光的偏振（識記）

光的偏振是光具有橫波性的特征，對于縱波根本不存在偏振問題。

普通光源中大量原子發(fā)出的光具有隨機(jī)性和間歇性，致使光源從整體上來看，光振動在垂直于光傳播方向的平面上是隨機(jī)分布的，這類光就叫自然光。

光矢量在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)只沿一個固定方向振動的光稱為線偏振光，簡稱偏振光。

將自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆獾倪^程叫起偏。所用的元件叫起偏器。用以檢驗(yàn)光束是否為偏振光的過程叫檢偏，所有元件叫檢偏器。起偏器和檢偏器可以通用。

產(chǎn)生偏振的方法有兩種，一種是通過反射和折射，另一種是采用偏振片也就是常用的起偏器來起偏。

馬呂斯定律：強(qiáng)度為I0的偏振光，通過檢偏器后，強(qiáng)度變?yōu)椋篒=I0cos2

布儒斯特定律：自然光在兩種同性介質(zhì)分界面上的入射角等于某一定值i0=arctg（n2/n1）時，反射光成為完全偏振光，它的光振動方向與入射面垂直，此時折射光為部分偏振光。i0稱為布儒斯特角或起偏振角。此時反射光與折射光互相垂直。