1、N2I0單sin048-4-8( /d )光柵衍射光強曲線ddddsin12晶面ACB二、X 射線在晶體上的衍射1、衍射中心：: 掠射角d ： 晶面間距2、同一層晶面上點間散射光的干涉：每個原子都是散射子波的波源3 、面間散射光的干涉：NaCl d =0. 28nm符合反射定律的散射光加強（晶格常數(shù)）散射光干涉加強條件：布拉格公式三、應(yīng)用已知、 可測d已知、d可測 X 射線晶體結(jié)構(gòu)分析。 X 射線光譜分析。共同獲得了1915年的諾貝爾物理學獎。布拉格父子（W.H.Bragg， W.L.Bragg ）由于利用X射線分析晶體結(jié)構(gòu)的杰出工作，威廉 .亨利 . 布拉格（父）威廉 . 勞倫斯 . 布拉格

2、（子）1862 19421890 1971DNA 晶體的X衍射照片DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)詹姆斯沃森（James Watson）弗朗西斯克里克（Francis Crick） 莫里斯威爾金斯（Maurice Wilkins） 羅沙琳德弗蘭克林（Rosalind Franklin） 四、實際觀察X 射線衍射的方法1、勞厄法：使用 連續(xù)的X射線照射晶體，此法可定晶軸方向。得到所有晶面族反射的主極大。每個主極大對應(yīng)一個亮斑（勞厄斑）。X射線準直縫晶體勞厄斑d這樣得到的衍射圖叫勞厄 (Laue)相。SiO2 的勞厄相2、粉末法： 用確定 的X射線入射到多晶粉末。大量無規(guī)晶面取向，總可使布拉格條件滿足。這

3、樣得到的衍射圖叫德拜 (Dedye)相。此法可定晶格常數(shù)。粉末鋁 的德拜相 五、X 射線衍射與普通光柵衍射的區(qū)別 X 射線衍射有一系列的布喇格條件。 晶體內(nèi)有許多晶面族，一維光柵只有一個干涉加強條件：光柵方程。 晶體在 都確定時，的關(guān)系。布喇格公式 一維光柵在 和入射方向角 i 確定后，衍射角 滿足光柵方程。 對第i個晶面族有：入射方向和一定時，不一定能滿足總能有1、一個原理 惠更斯菲涅耳原理2、兩種方法 半波帶法 振幅矢量法3、三類問題 單縫、圓孔衍射單純衍射 光柵 衍射和干涉的綜合 X光衍射 空間光柵， 總體是衍射， 具體處理是多光束干涉衍 射 小 結(jié)（2）任何光學儀器都存在分辨率的問題（

4、1）無論孔、縫，衍射都出現(xiàn)光的擴展， 幾何光學透鏡：光柵：（角）（色）4、四點結(jié)論（3）光柵方程（4）布拉格公式k = 0，1，2， i ： 入射角 ：衍射角 ：掠射角光 的 偏 振14.1 光的偏振狀態(tài)XYZ光是特定頻率范圍內(nèi)的電磁波。起光作用的是電場強度矢量，稱為光矢量。光矢量的振動方向與光的傳播方向垂直，這一特征稱為光的偏振。偏振性是橫波區(qū)別于縱波的重要特征。光的偏振態(tài)自然光偏振光完全偏振光部分偏振光線偏振光橢圓偏振光圓偏振光在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光矢量可能有不同的振動狀態(tài)， 各種振動狀態(tài)稱為光的偏振態(tài)。XYZ一、完全偏振光E播傳方向振動面線偏振光可沿兩個相互垂直的方向分解：EE

5、yEx yx1、線偏振光線偏振光表示法：光振動垂直板面光振動平行板面迎著光的傳播方向看光矢量E2、圓偏振光 線、圓和橢圓偏振光 完全偏振光、橢圓偏振光右旋橢圓偏振光右旋圓偏振光觀測 0 y yx z傳播方向 /2x某時刻右旋圓偏振光 E 隨 z 的變化E觀測為某個確定值的線偏振光的合成。右旋圓偏振光的合成。圓和橢圓偏振光可看成是兩束頻率相同、傳播方向一致、振動方向相互垂直、相位差線偏振光則可以看成是兩束頻率相同、相位相同、振幅相同、傳播方向也相同的左、二、完全非偏振光自然光垂直的、等幅的、不相干的線偏振光。自然光的表示法：沒有優(yōu)勢方向自然光的分解一束自然光可分解為兩束振動方向相互不相干三、部分

6、偏振光表示法： 自然光和完全偏振光的混合，就構(gòu)成了部分部分偏振光可看成是自然光和線偏振光的混合，偏振光。分解不相干平行板面的光振動較強垂直板面的光振動較強就是這種部分偏振光，天空中的散射光和水面的反射光它可以分解如下：四、偏振度Ip 部分偏振光中包含的完全偏振光的強度It 部分偏振光的總強度In 部分偏振光中包含的自然光的強度完全偏振光 （線、圓、橢圓） P = 1自然光 （ 非偏振光） P = 0部分偏振光 0 P 1 偏振度：14.2 線偏振光的獲得與檢驗一、起偏起偏的原理：利用某種光學的不對稱性偏振片P（獲得線偏振光）分子型：線柵起偏器 入射電磁波起偏器：起偏的光學器件微晶型：非偏振光線

7、偏振光光軸電氣石晶片：從自然光獲得偏振光（常用）二、線偏振光的檢偏檢偏：用偏振器件檢驗光的偏振態(tài) 若 I 不變，是什么光？ 若 I 變，有消光，是什么光？ 若 I 變，無消光，是什么光？然光混合而成的部分偏振光設(shè)入射光可能是自然光線偏振光或由線偏振光與自或旋轉(zhuǎn) 偏振化方向 （通光方向）I?P待檢光I?P待檢光檢偏器起偏器三、馬呂斯定律I0IPP E0E = E0cos 馬呂斯定律（1809） 消光自然光I0線偏振光 IP 偏振化方向 （通光方向）四、偏振片的應(yīng)用偏振片的應(yīng)用很多，例如：作為照相機的濾光鏡，可以濾掉不必要的反射光。制成偏光眼鏡，可觀看立體電影。作為許多光學儀器中的起偏和檢偏裝置。

8、有反射光干擾的櫥窗在照相機鏡頭前加偏振片消除了反射光的干擾 在兩塊正交偏振片 之間插入另一塊偏振片 ，光強為 的自然光垂直入射于偏振片 ，討論轉(zhuǎn)動 透過 的光強 與轉(zhuǎn)角的關(guān)系 .例題：若 在 間變化， 如何變化？例題 一束光由自然光和線偏振光混合組成，當它通過一轉(zhuǎn)動的偏振片時，透射光光強的最大值是最小值的 5 倍。求入射光中自然光和線偏振光的光強各占入射光光強的幾分之幾？解設(shè)入射光光強為 I0 ，其中自然光光強為 I10 ， 線偏振光強度為 I20設(shè)通過偏振片后的光強分別為 I ，I1 ，I210202II=五、反射和折射時光的偏振自然光反射和折射后成為部分偏振光n1n2iirS 分量P 分量

9、反射光垂直入射面的分量（S）比例大，折射光平行入射面的分量（P）比例大，入射角i 變反射、折射光的偏振度也變。i = i0 時，反射光只有S分量：i0 布儒斯特角或 起偏角i0 +r0 = 90 由 得布儒斯特定律n1n2i0i0r0線偏振光S例：外腔式激光管加布儒斯特窗減少反射損失則：若 n1 =1.00 （空氣），n2 =1.50（玻璃），i0i0i0激光輸出布儒斯特窗M1M2i0 垂直分量損耗大，不能形成激光，但平行分量能形成激光。互余 空氣玻璃=- 73350.100.1tg 10i 玻璃空氣=- 35600.150.1tg 10i對布儒斯特定律的定性解釋： 折射光波在第二種介質(zhì)中激起

10、電子做受迫振動，振動方向沿光矢量方向。振動的原子可看做是電偶極子輻射次波，這些次波傳回第一種介質(zhì)相干疊加形成反射波。n1n2i0i0r0線偏振光SP 當以布儒斯特角入射時，反射光垂直于折射光。在入射點處，P分量的振動方向正好沿著反射光線的方向，因電磁波是橫波，所以反射光只有S分量。六、玻璃片堆起偏當 時反射光是線偏振的，可用來起偏。 但單次反射的反射光強太低（只占15），而且方向發(fā)生變化，使用不方便。因此更多利用 時的折射光起偏，并采用玻璃片堆增大透射光的偏振度。i0接近是線偏振光玻璃片堆線偏振光討論下列光線的反射和折射（起偏角 ）.sin04-8-48(/d)N = 4N2 I0單多縫干涉N

11、2I0單sin048-4-8( /d )光柵衍射光強曲線3、光柵衍射（1）多縫干涉主極大受單縫衍射的調(diào)制sin0I0單-2-112( /a)單縫衍射四、條紋的寬度1、中央明紋寬度：兩個第一級暗紋間的距離。角寬度線寬度 衍射反比定律I0 x1x2衍射屏透鏡觀測屏 f1一般角較小，有sinI單sin0I0單-2-112( /a)IN2I0單048-4-8( /d )干涉明紋（主極大）缺級的級次：d = 4a例如：N = 4缺級sin04-8-48(/d)N = 4N2 I0單多縫干涉 = 0.5 m 的單色光垂直入射到光柵上，測得第3級主極大的衍射角為30o，且第4級為缺級。 求： （1）光柵常數(shù)d； （2）透光縫最小寬度a； （3） 對上述 a、d 屏幕上可能出現(xiàn)的譜線數(shù)目。解：（1）d =3 m （2）缺4級a =0.75 m （3）k = 0， 1， 2， 3， 59條！例題 平行白光（：400760nm）垂直入射