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广东工业大学:《大学物理》课程教学资源(教案讲义)05 波动光学

资源类别:文库,文档格式:PDF,文档页数:14,文件大小:488.18KB,团购合买
10.1 波的叠加与干涉 10.2 分波阵面干涉 10.3 光程 10.4 分振幅干涉 劈尖 牛顿环 迈克耳孙干涉仪 11.1 惠-菲原理 11.2 单缝的夫琅禾费衍射 11.3 圆孔衍射光学仪器的分辨本领 11.5 X 射线衍射 习题课 12.1 偏振态的描述 12.2 马吕斯定律 12.3 反射和折射时光的偏振 12.4 光的双折射现象
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大学物理课程教案(28) 授课类型理论课 授课时问2拉 一、授课题目(数学章节或主题): 第10章 10.1被的叠加与干湾 10.2分波阵面千涉 10.3光程 二、本授课单元教学目标或要求 1,理解波的相干条件及获得相干光的方法,能应用相位差和波程差分析、确定相干被叠加后 畅加强和诚写的条件 2.能分析、确定杨氏双缝干涉条纹 3,掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系。理解在什么情况下的反射光有相位跃变 三、木授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等)力 基本内容: 10.1波的叠加与干沙 1,被的叠加原理 2.被的干莎 A、相干被条件 B、干莎如强减弱条件 C,相干被的获得 振动方向相同、频率相同,相位差恒定是两列波能够相干的要条件。 获得相干光的方法将同一波列的光分成两束,经不同路经后相遇,产生干涉。 (分波振面法,分振幅法) 102分被阵面干涉 (1)杨氏双斜干沙明暗条纹条件: 「±k元 k=0,1,2,…明纹(如强) 6=5-片= a24-经 k=1,2…暗纹(战弱) 2

2 大学物理 课程教案(28) 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目(教学章节或主题): 第 10 章 10.1 波的叠加与干涉 10.2 分波阵面干涉 10.3 光程 二、本授课单元教学目标或要求: 1.理解波的相干条件及获得相干光的方法,能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振 幅加强和减弱的条件 2.能分析、确定杨氏双缝干涉条纹 3.掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系,理解在什么情况下的反射光有相位跃变 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容: 10.1 波的叠加与干涉 1.波的叠加原理 2.波的干涉 A、相干波条件 B、干涉加强减弱条件 C、相干波的获得 振动方向相同、频率相同、相位差恒定是两列波能够相干的必要条件。 获得相干光的方法: 将同一波列的光分成两束,经不同路经后相遇,产生干涉。 (分波振面法,分振幅法) 10.2 分波阵面干涉 (1)杨氏双缝干涉明暗条纹条件: 2 1 , 0,1,2, 2 1) , 1,2, 2 k k r r k k                 明纹(加强) ( 暗纹(减弱)

k级明纹中心位置为 青=城D财 k=0,L2,… d k级暗纹中心位置为 玉=(2k-) D入 2d k=L2,… 相邻两明纹或两暗纹的间距为 D Ax== d (2)洛埃镜实验一半波拟失 10.3光程 1、光程 光在某一媒质中所经过的几何路程F和该介顺新射率:的乘积F叫作光程 光程的物理意义:光程就是光在螺质中通过的几何路程,按相位变化相同(成波数相等) 折合到真空中的路程。 2、差和相位楚的关系: △9=2x 2、透镜不产生用加的光程差 3、半被损失:被密介周液难介质 例1设S1,S2为两个相干波源,两者相距四分之一被长。如图10-2所示。$1比S2的相 位超前x2。若两列被在S1、S2违线方向上的服度相同,且不随距离变化,求在s1、s2连线上 ()S2右侧各点的合成被的强度如刺? (2)S1左侧各点的合成被的强度如何? 例2在双蛙干涉实验中,用波长为632.8m的藏光盟射一双缝,将一折射半为m-1.4的透 明的介质薄片插入一条光路,发联屏幕上中央明纹移动了35个条纹。求介质薄片的厚度d, 敏学薰点:杨氏双缝干涉:光程及光程差和相位差的关系, 数学难点:光程的概念以及光程差和相位差的关系。 羽导学生解决重点难点的方法:讲述有关概念成定义时,采用幻灯片的形式讲解,分析和推导 定理结合板书博解

3 k 级明纹中心位置为 0,1, 2, k D x k k d     k 级暗纹中心位置为 (2 1) 1, 2, 2 k D x k k d      相邻两明纹或两暗纹的间距为 k k 1 D x x x d       (2)洛埃镜实验 ——半波损失 10.3 光程 1、 光程 光在某一媒质中所经过的几何路程 r 和该介质折射率 n 的乘积 nr 叫作光程 光程的物理意义:光程就是光在媒质中通过的几何路程 , 按相位变化相同(或波数相等) 折合到真空中的路程。 2、 差和相位差的关系: 2       2、透镜不产生附加的光程差 3、半波损失:波密介质 波疏介质 例 1 设 S1、S2 为两个相干波源,两者相距四分之一波长,如图 10-2 所示。S1 比 S2 的相 位超前 /2。若两列波在 S1、S2 连线方向上的强度相同,且不随距离变化,求在 S1、S2 连线上 (1) S2 右侧各点的合成波的强度如何? (2) S1 左侧各点的合成波的强度如何? 例 2 在双缝干涉实验中,用波长为 632.8 nm 的激光照射一双缝,将一折射率为 n=1.4 的透 明的介质薄片插入一条光路,发现屏幕上中央明纹移动了 3.5 个条纹,求介质薄片的厚度 d 。 教学重点: 杨氏双缝干涉 ;光程及光程差和相位差的关系。 教学难点:光程的概念以及光程差和相位差的关系。 引导学生解决重点难点的方法:讲述有关概念或定义时,采用幻灯片的形式讲解,分析和推导 定理结合板书讲解

四、本授课单元教学手段与方法: 分析相位差,获得光程差。充程为一折合量,它是在传播时同相同的条件下,把光在媒顺中传 播的路程折合成在真空中传插的路程。折合的好处是可以统一地用光在真空中的波长来计算光的相 位的变化。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业 作业:P267选择10-l,10-2P270计算10-1,10-2,106 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出)力 参考书:1,《大学物理练习盟编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003: 3、程守沫江之水编.普通物理学,高等教育出版社,195: 4、《College Physics》 大学物理课程教案(29) 授课类型理论速 授课时问2塑 一、授课题目(数学章节或主题): 10.4分振幅干涉劈尖牛顿环迈克耳孙干涉收 二、本授课单元数学目标或要求: 【,能分析、确定薄膜等厚干涉条纹的位置 2,了解增透顾和增反预的源理以及迈克耳孙干涉仪的工作原理 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重成难点的方法、例题等): 基本内容: 14分振幅干涉剪尖牛领环迈克耳孙干涉仪 1.薄膜的干沙现象 2.等倾干渗 ()干涉条件 k k=1.2…加强 6=2e√m-sin2i+ +哈 素=0.1.2.…减弱 2)光垂直入射到均匀厚度的丽上的干湾条件 k入 k=12…加强 2e+ 2 2+2 k=0.12.…减弱

4 四、本授课单元教学手段与方法: 分析相位差,获得光程差。光程为一折合量,它是在传播时间相同的条件下,把光在媒质中传 播的路程折合成在真空中传播的路程。折合的好处是可以统一地用光在真空中的波长来计算光的相 位的变化。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业: 作业:P267 选择 10-1, 10-2 P270 计算 10-1, 10-2, 10-6 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出): 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003; 3、程守洙 江之永编, 普通物理学,高等教育出版社,1995; 4、《College Physics》 大学物理 课程教案(29) 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目(教学章节或主题): 10.4 分振幅干涉 劈尖 牛顿环 迈克耳孙干涉仪 二、本授课单元教学目标或要求: 1. 能分析、确定薄膜等厚干涉条纹的位置 2.了解增透膜和增反膜的原理以及迈克耳孙干涉仪的工作原理 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容: 10.4 分振幅干涉 劈尖 牛顿环 迈克耳孙干涉仪 1. 薄膜的干涉现象 2. 等倾干涉 (1) 干涉条件 (2) 光垂直入射到均匀厚度的膜上的干涉条件 2 2 1,2, 2 sin 2 (2 1) 0,1,2, 2 k k e n i k k                 加强 减弱 1,2, 2 2 (2 1) 0,1,2, 2 k k ne k k              加强 减弱

3。等厚干涉 (1尖 k k=1,2…如强 A加强、减弱的条件 2ne 24*n ★=0.12.…减弱 B劈尖干涉的应用 (2)牛顿环 A明暗纹的条件 k=l,2.…明纹 2e+ 2 2+) k=0,12,…暗纹 B牛候环应用 4迈克耳孙干秒仪 (1)迈克耳孙干涉仪简图 2)返克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光束在空间完全分开,并可川移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差 例愿: 例1为增强里相机镜头的透射光,住住在镜头(n3-1.52)上线一层Mg2薄颗(2-138),使对人 取和感光底片最敏感的黄绿光A-555m反射最小,假设光垂直照射镜头,求:MgF2薄膜的 最小厚度。 例2有一玻璃明.放在空气剪尖夹角.用某波长的单色光垂直入射时,测得干湾条纹的宽度求这玻 璃的折射率 教学重点:1等领干涉2等厚干涉条纹的位置。 数学希点:1等领干涉2等厚干涉条蚊的位置。 明导学生解决重点难点的方法:讲述有关概之成定文时,采用幻灯片的形式讲解,分析结合板 书讲解。弄清两相干光找的光程差,判断有没有半波损失。 四、本授课单元教学手段与方法: 分析相位差,获得光程差。凳程为一折合量,它是在传播时同相同的条件下,把光在媒质中传 播的路程折合成在真空中传播的路程。折合的好处是可以统一地用光在真空申的波长来计算光的相 位的变化 五、本授课单元思考思、讨论思、作业: f作业:P268选择106.10-7,10-8P270计算10-7,10-910-10 5

5 3. 等厚干涉 (1)劈尖 A 加强、减弱的条件 B 劈尖干涉的应用 (2)牛顿环 A 明暗纹的条件 B 牛顿环应用 4. 迈克耳孙干涉仪 (1) 迈克耳孙干涉仪简图 (2) 迈克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光束在空间完全分开,并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差. 例题: 例 1 为增强照相机镜头的透射光,往往在镜头(n3=1.52)上镀一层 MgF2 薄膜(n2=1.38),使对人 眼和感光底片最敏感的黄绿光  = 555 nm 反射最小,假设光垂直照射镜头,求:MgF2 薄膜的 最小厚度。 例 2 有一玻璃劈,放在空气,劈尖夹角, 用某波长的单色光垂直入射时, 测得干涉条纹的宽度,求这玻 璃的折射率。 教学重点: 1 等倾干涉 2 等厚干涉条纹的位置。 教学难点: 1 等倾干涉 2 等厚干涉条纹的位置。 引导学生解决重点难点的方法:讲述有关概念或定义时,采用幻灯片的形式讲解,分析结合板 书讲解。弄清两相干光线的光程差,判断有没有半波损失。 四、本授课单元教学手段与方法: 分析相位差,获得光程差。光程为一折合量,它是在传播时间相同的条件下,把光在媒质中传 播的路程折合成在真空中传播的路程。折合的好处是可以统一地用光在真空中的波长来计算光的相 位的变化。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业: 作业:P268 选择 10-6, 10-7,10-8 P270 计算 10-7, 10-9 ,10-10 1,2, 2 2 (2 1) 0,1,2, 2 k k ne k k              加强 减弱 1,2, 2 2 (2 1) 0,1,2, 2 k k ne k k              明纹 暗纹

六、本投课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出): 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出假社,2003: 3、程守沫江之水编.普通物理学,高等教有出版社。195: 4.《College Physics》 大学物理课程教案(30) 授课类型理论课 授课时间2恒 一、授课题目(教学章节或主趣): 10.5驻波习题课 二、本授课单元教学目标或要求: 了解驻波和行被的区别: 三、本授课单元教学内容(包新基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、侧题等): 基本内喜 10.5驻被 1.驻波的形成及特征 (山)驻波现象: (2)驻波方程 2 y=2Acos -xcos2wv (3)驻波的特点 A,各点做膏请振动的频率相同: B、被节、波妆位置: C、相邻两波节间各点相位相同。而一个波节两侧各点相位相反,因为振幅因子的值对于两 个波节之间的各点有相同的符号,因此相位总是一样,而在一个波节两侧此因子有相反的符号, 即相位相反: D、在驻被中,没有振动状态或相位的传桶,也没有能量的传播。 2.弦线上的驻波 弦上形成驻波的被长值是不连续的,是量子化的: 本征频率,简正模式,基规、谐的概念, 6

6 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出): 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003; 3、程守洙 江之永编, 普通物理学,高等教育出版社,1995; 4、《College Physics》 大学物理 课程教案(30) 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目(教学章节或主题): 10.5 驻波 习题课 二、本授课单元教学目标或要求: 了解驻波和行波的区别。 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容: 10.5 驻 波 1. 驻波的形成及特征: (1) 驻波现象: (2) 驻波方程    cos 2 2 y  2Acos x (3) 驻波的特点: A、各点做简谐振动的频率相同; B、波节、波腹位置; C、 相邻两波节间各点相位相同,而一个波节两侧各点相位相反。因为振幅因子的值对于两 个波节之间的各点有相同的符号,因此相位总是一样。而在一个波节两侧此因子有相反的符号, 即相位相反; D、在驻波中,没有振动状态或相位的传播,也没有能量的传播。 2. 弦线上的驻波 弦上形成驻波的波长值是不连续的,是量子化的。 本征频率、简正模式、基频、谐频的概念

数学求解和图像法 皮 第10章习题 例恩: 二胡的音调确定 敏学置点:1.驻波的特点2.第10章总结。 教学难点:驻波方程和驻被的特点。 到导学生解决重点难点的方法:讲述有关概念或定文时,采用幻灯片的彩式讲解,分析结合板 书讲解。 四、本授课单元教学手段与方法 教学手段:多煤体板书相接合: 方法采用提间、学生练习、时论方式 五、本投课单元思考题、讨论题、作业: 作业267速择10-3.104,10-10P270计算104.10-7.10-13 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出)方 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003: 3.程守沫汇之水编.普通物理学,高等教育出版社。195: 4,《College Physes》 大学物理课程教案(31) 授课类型理论课 授课时间2拉 一、授课题目(数学章节或主题): 第11章 11.1惠-事原理 11.2单缝的夫班禾费衔则 7

7 数学求解和图像法 第 10 章习题 例题: 二胡的音调确定 教学重点: 1. 驻波的特点 2. 第 10 章 总结。 教学难点:驻波方程和驻波的特点。 引导学生解决重点难点的方法:讲述有关概念或定义时,采用幻灯片的形式讲解,分析结合板 书讲解。 四、本授课单元教学手段与方法: 教学手段:多媒体板书相接合; 方法:采用提问、学生练习、讨论方式。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业: 作业:P267 选择 10-3,10-4,10-10 P270 计算 10-4, 10-7, 10-13 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出): 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003; 3、程守洙 江之永编, 普通物理学,高等教育出版社,1995; 4、《College Physics》 大学物理 课程教案(31) 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目(教学章节或主题): 第 11 章 11.1 惠-菲原理 11.2 单缝的夫琅禾费衍射  /2  /2 波节 波腹

二、本授课单元数学目标或要求: 】了解惠更斯一罩湿耳原理及它对光的行射现象的定性解释: 2理解用波带法来分析单斌的夫琅禾费行射条纹分布规律的方法,会分析量宽及被长对厅射 条纹分布的影响。 三、本授课单元教学内容(包新基本内容、重点、准点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容 11.1惠菲原理 L被的新射现象 2.惠更斯一非涅尔原理 惠更斯-菲涅耳原理-一波库面上每一点军可以看作是发财子波的该源,这些子波在空间相适 时互相叠加。产生干涉 3.光的析射分类 近场舒射一一菲程尔衍射 远场们射一一夫琅禾费衍射 112单缝的夫琅禾费衍射 1,实验装置及现象 2条纹特征 3,明暗纹条件 a中央明纹:当衍射角0时,衍射线经透镜L2会聚于焦点O.由于透镜不引起阳加的光程差, 所以衍射光由同相位面AB到O点仍保持门相位,它们相互干渗加强,形成平行于结的明条 敛,称为中心明饮 b明,暗纹条件:半被带法 K领盾纹(极小): (缝被分成偶数个率波带)asin@=土k以 k=123… K级明纹(极大)归 (道被分成奇数个车被霜》a5np一女2k+)号 k=L23.… ©条纹宽度 d光强分布 4行射和干涉的区别: 从本质上米说,干涉和行射都是光波相干叠加的表现。一最来说。干涉总是指那丝有限多的 光来的相干叠加:而衔射总是指波阵面上连续的无穷多子被发出的光波的相干叠加。因此,两者 常常出现在同一现象中

8 二、本授课单元教学目标或要求: 1 了解惠更斯-菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释; 2 理解用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法,会分析缝宽及波长对衍射 条纹分布的影响。 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容: 11.1 惠-菲原理 1. 波的衍射现象 2. 惠更斯 — 菲涅尔原理 惠更斯-菲涅耳原理----波阵面上每一点都可以看作是发射子波的波源,这些子波在空间相遇 时互相叠加,产生干涉 . 3. 光的衍射分类 近场衍射—— 菲 涅 尔 衍 射 远场衍射—— 夫 琅 禾 费 衍 射 11.2 单缝的夫琅禾费衍射 1. 实验装置及现象 2 条纹特征 3 . 明暗纹条件 a 中央明纹:当衍射角 =0 时,衍射线经透镜 L2 会聚于焦点 O。由于透镜不引起附加的光程差, 所以衍射光由同相位面 AB 到 O 点仍保持同相位,它们相互干涉加强,形成平行于缝的明条 纹,称为中心明纹。 b 明、暗纹条件: 半波带法 K 级暗纹(极小): (缝被分成偶数个半波带) asin  k k 1,2,3,  K 级明纹(极大): (缝被分成奇数个半波带) 2 sin (2 1)  a    k  k 1,2,3,  c 条纹宽度 d 光强分布 4 衍射和干涉的区别: 从本质上来说,干涉和衍射都是光波相干叠加的表现。一般来说,干涉总是指那些有限多的 光束的相干叠加;而衍射总是指波阵面上连续的无穷多子波发出的光波的相干叠加。因此,两者 常常出现在同一现象中

例题:单缝a=0.1mmf=100mmA=S00mm,P点,x=1.75mm处是明纹, 求:I)P点条纹领数: 2)对应于P点缝可分多少个半被带? 3》将缝宽增加1倍。p点将变为什么条纹? 教学熏点:用波带法来分析单缝的夫跟禾费行射条纹分布规律的方法。会分析绮宽及波长对而 射条纹分布的影响。 戴学难点:用液带法来分析单缝的夫跟禾费衍射条纹分布线律的方法,会分析缝宽及波长对衔 射条纹分布的影响。 明导学生解决重点难点的方法:缝用率波带划分,判断梭分成偶数还是奇数个率波带,再利用 相干叠加源理分析, 四、本授课单元教学手段与方法 教学手段:多煤体板书相接合: 方法:采用提问、学生练习、讨论方式。 五、本授课单元思考题、讨论愿、作业: 思考题:P28511-1,11-2 作业:P286选择11-1,112,113P288计算112,113 六、本毅课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出)力 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003: 3、程守沫江之水编,背通物理学,高等教有出版社,1995: 4.《College Physics》 大学物理课程教案(32) 授课类型理论课 授课时间2恒 一、授课题目(数学章节或主愿): 113圆孔衍射光学仪5的分辨本领 114光播行射 二、本授课单元数学目标或要求: 】理解光细衍射公式,会确定光栅衍财谱线的位置,会分析光保常数及被长对光师衍射谱 线分布的影利:

9 例题:单缝 a  0.1mm, f 100 mm,   500 nm,P 点, x 1.75 mm 处是明纹, 求:1) p 点条纹级数。 2)对应于 p 点缝可分多少个半波带? 3)将缝宽增加 1 倍, p 点将变为什么条纹? 教学重点:用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法,会分析缝宽及波长对衍 射条纹分布的影响。 教学难点:用波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法,会分析缝宽及波长对衍 射条纹分布的影响。 引导学生解决重点难点的方法:缝用半波带划分,判断被分成偶数还是奇数个半波带,再利用 相干叠加原理分析。 四、本授课单元教学手段与方法: 教学手段:多媒体板书相接合; 方法:采用提问、学生练习、讨论方式。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业: 思考题:P286 11-1,11-2 作业:P286 选择 11-1, 11-2,11-3 P288 计算 11-2, 11-3 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出): 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003; 3、程守洙 江之永编, 普通物理学,高等教育出版社,1995; 4、《College Physics》 大学物理 课程教案(32) 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、 授课题目(教学章节或主题): 11.3 圆孔衍射光学仪器的分辨本领 11.4 光栅衍射 二、本授课单元教学目标或要求: 1 理解光栅衍射公式 , 会确定光栅衍射谱线的位置,会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱 线分布的影响;

了解面射对光学仪器分裤率的影响。 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容: 113西孔行射光学仪器的分耕本领 1.圆孔衔射 由第一睛环所围的中央亮斑称为爱里斑。 第一级暗环的新射角负满足下式:日=122 d 2光学仪#分辨率 (1)瑞和准则 对于两个强度相等的不相干的点光源(物点),一个点光源的衍射图样的主极大刚好和 另一点光源衔射图样的第一极小相重合,这时两个点光源(或物点)恰为这一光学仪器所分 辨。 2)光学仪器分拼率 最小分舞角的倒数称为光学仪器的分裤率R= 1 d 601.221 玉光栅与光播常数 设光播中每条缝的宽度为a,两健何不透光的部分宽度为b,则中(+b)称为光颗常数 4光插桁射条纹分布及特征 (1)条纹特征 a明条纹细面亮,有较宽的暗区,N越大明纹越细。 b各级明纹亮度不月,有缺级现象 B衔射条纹的形成光桶方程(明纹公式) (a+b)sin9=±h入 2)光栅缝数对衍射条纹的影响 随着N的增大,主极大变得更为尖锐,且主极大间为暗背最 (3峡级现象缺级条件 当光懦明纹处恰满足单缝行射暗纹条件,该处光强为0,出现缺缓 a+b★ aRm(m=123) 5光栅光谱 例1设人眼在正常照度下的随孔直径约为3mm,而在可见光中,人夏最最感的波长为5S0nm, 问1)人限的最小分拼角有多大? 10

10 2 了解衍射对光学仪器分辨率的影响。 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容: 11.3 圆孔衍射光学仪器的分辨本领 1. 圆孔衍射 由第一暗环所围的中央亮斑称为爱里斑。 第一级暗环的衍射角 1 满足下式: d  1 1.22 2. 光学仪器分辨率 (1) 瑞利准则: 对于两个强度相等的不相干的点光源(物点),一个点光源的衍射图样的主极大刚好和 另一点光源衍射图样的第一极小相重合,这时两个点光源(或物点)恰为这一光学仪器所分 辨. (2) 光学仪器分辨率 最小分辨角的倒数称为光学仪器的分辨率  1.22 1 d R   3. 光栅与光栅常数 设光栅中每条缝的宽度为 a,两缝间不透光的部分宽度为 b,则 d=(a+b)称为光栅常数 4.光栅衍射条纹分布及特征 (1)条纹特征 a 明条纹细而亮,有较宽的暗区,N 越大明纹越细。 b 各级明纹亮度不同,有缺级现象。 B 衍射条纹的形成 光栅方程 (明纹公式) (a b)sin  k (2)光栅缝数对衍射条纹的影响 随着 N 的增大,主极大变得更为尖锐,且主极大间为暗背景 (3)缺级现象 缺级条件 当光栅明纹处恰满足单缝衍射暗纹条件,该处光强为 0 ,出现缺级。 m k k a a b    ' (m 1,2,3) 5. 光栅光谱 例 1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为 3mm,而在可见光中,人眼最敏感的波长为 550nm, 问 1)人眼的最小分辨角有多大?

2)若物体故在距人银25m(明程距商)处,则两物点间距为多大时才能被分舞? 例2一束被长为40m的单色平行光,照射在每毫米内有6O0条刻痕的平面透射光桶上。 求(1)光线垂直入射时,最多能看到第几级光游?(2)光线以3心入射角入射时,最多能看到 第几级光语? 数学重点:光儒行射公式.光周行射诗线的位置。 数学难点:分析光播常数及被长对光师削射诗线分布的影响。 引导学生解决重点难点的方法:缝用率波带划分,判断被分成偶数还是奇数个率波带,再利用 相干叠加原理分析, 四、本授课单元教学手段与方法: 1图像法 2如强理解光量原理 ()光桶衔射是单缝射射与多光束干涉合成的结果,光栅中各主极大受到单缝制射光强的博 制,2)当光栅明纹处恰满足单缝行射暗纹条件。该处光强为0,出现缺级。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业: 思考题:P28511-8 作业:P287选释11-511-6,11-7P288计算115,11-8 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出)为 参考书:1、《大学物理练习题汇编) 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003: 3、程守沫江之水编.普通物理学,高等教育出版社,1995: 4,《College Physaes》 大学物理课程教案(33) 授课类型理论课 授课时问2塑 一、授课题目(数学章节或主题): 115X射线衔射习题课 二、本授课单元数学目标或要求: 了解x射线的行射现象和布拉格公式的物理意义。 三、本授课单元教学内容(包括张本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容:

11 2)若物体放在距人眼 25cm(明视距离)处,则两物点间距为多大时才能被分辨? 例 2 一束波长为 480 nm 的单色平行光,照射在每毫米内有 600 条刻痕的平面透射光栅上。 求(1) 光线垂直入射时,最多能看到第几级光谱?(2) 光线以 30o入射角入射时,最多能看到 第几级光谱? 教学重点:光栅衍射公式, 光栅衍射谱线的位置。 教学难点:分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。 引导学生解决重点难点的方法:缝用半波带划分,判断被分成偶数还是奇数个半波带,再利用 相干叠加原理分析。 四、本授课单元教学手段与方法: 1 图像法 2 加强理解光栅原理 (1)光栅衍射是单缝衍射与多光束干涉合成的结果,光栅中各主极大受到单缝衍射光强的调 制。(2)当光栅明纹处恰满足单缝衍射暗纹条件,该处光强为 0,出现缺级。 五、本授课单元思考题、讨论题、作业: 思考题:P286 11-8 作业:P287 选择 11-5, 11-6,11-7 P288 计算 11-5, 11-8 六、本授课单元参考资料(含参考书、文献等,必要时可列出): 参考书:1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著,大学基础物理学,清华大学出版社,2003; 3、程守洙 江之永编, 普通物理学,高等教育出版社,1995; 4、《College Physics》 大学物理 课程教案(33) 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课题目(教学章节或主题): 11.5 X 射线衍射 习题课 二、本授课单元教学目标或要求: 了解 x 射线的衍射现象和布拉格公式的物理意义。 三、本授课单元教学内容(包括基本内容、重点、难点,引导学生解决重点难点的方法、例题等): 基本内容:

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