2022-2023学年高二物理竞赛课件:光学仪器的分辨率(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:光学仪器的分辨率(共13张PPT)

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光学仪器的分辨率
点光源经过光学仪器的小圆孔后,由于衍射的影响,所成的像不是一个点,而是一个明暗相间的衍射图样,中央为爱里斑。
光学仪器的分辨率
s1
s2
D
*
*
爱里斑
瑞利判据:当一个点光源的衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图样的第一级暗纹相重合时,这两个点光源恰好能被分辨。











最小分辨角为:
在恰能分辨时,两个点光源在透镜前所张的角度 1 ,称为最小分辨角。该角实际为爱里斑的半角宽度。
*
*
s2
s1
D
最小分辨角的倒数称为光学仪器的分辨率:
光学仪器的透光孔径
例1 在通常情况下,人眼瞳孔的直径约为3.0mm,问人眼的最小分辨角多大?如果纱窗上相邻两根细丝之间的距离为2.0mm,问人离开纱窗多远处恰能分辨清楚?设光波波长为 = 550nm。
解:人眼的最小分辨角为:
设人离开纱窗的距离为x ,纱窗上相邻两根细丝之间的距离为L ,当恰能分辨时:
1. 横波的偏振性
只有横波才有偏振现象,而纵波无偏振问题。
一、偏振光与自然光
光矢量的振动方向对于传播方向的不对称性
光矢量
振动面
v
0
E
光的偏振
2. 偏振光的分类
偏振态
光矢量在与光传播方向垂直的平面内的振动状态。可分为下列4 种:
线偏振光、椭圆偏振光(圆偏振光)、自然光、部分偏振光
(1)线偏振光--光矢量只在某一固定的方向上振动。
E







·
面对光的传播方向看
线偏振光可沿两个相互垂直的方向分解。
E
Ey
Ex
y
x

0
线偏振光的表示法:
·
·
·
·
·
光振动垂直板面
光振动平行板面
(2)圆偏振光和椭圆偏振光
在垂直于光的传播方向的平面内,光矢量以一定的频率旋转。矢量端点轨迹为椭圆时称其为椭圆偏振光,轨迹为圆时称其为圆偏振光。
右旋圆
偏振光
右旋椭圆
偏振光
(3)完全非偏振光——自然光:普通光源发出的光,在垂直于传播方向的平面上,所有可能方向的光矢量E 的振幅都相等。
自然光
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。
自然光的表示法:
·
·
·
自然光
在垂直于传播方向的平面上,一些方向的光振动比另一些方向的光振动占优势。

部分偏振光
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光。
部分偏振光的表示法:
·
·
·
·
·
·
平行板面的光振动较强
垂直板面的光振动较强
·
·
(4)部分偏振光
部分偏振光的分解
二、起偏和检偏
起偏:使自然光变成线偏振光的过程。
检偏:检查入射光的偏振性的过程。
(1)反射和折射起偏--布儒斯特定律
反射和折射过程会使入射的自然光有一定程度的偏振化,因为反射光对光振动方向有选择性,与入射面垂直的光振动容易反射。
自然光
部分
偏振光
部分
偏振光
1. 起偏

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