17.1光波,光源,光的相干叠加和非相干叠加概述.ppt

17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 17.1光波、光源、光的相干和非相干叠加 * * 一 光的电磁理论 光在介质中传播的速度为 真空中的光速 1 光速c 光波是横波,具有偏振性 平面电磁波方程 光矢量: E 矢量能引起人眼视觉和底片感光,叫做光矢量. 可见光的范围 2 折射率 光在真空中的速率 与在介质中的速率 之比,称为该介质相对于真空的折射率,简称折射率 是光在真空中的波长 二 光源及其发光特点 1 光源 能发出一定波长范围的电磁辐射的物体 2 光源的分类 (1) 根据物体辐射的频率来分 (2) 根据发光的方法来分 热光源:白炽灯,太阳 冷光源:化学发光(磷氧化时发光) 电致发光(霓虹灯、闪电) 光致发光(日光灯) 3 普通光源发光的特点 最显著的特点:间歇性和随机性 普通光源发光特点: 原子发光是断续的,每次发光形成一个短短的波列,各原子每次发光相互独立,各波列互不相干. 每个原子发光的持续时间很短,约为 发出的波列长度只有 的数量级,并且各个波列的振动方向,频率和相位一般是不相同的 三 获得相干光源的方法 1 分波阵面法 它是将同一波阵面上两个不同部分作为相干光源.如: 杨氏双缝, 洛埃镜， 菲涅耳双镜等 波阵面分割法 * 光源 2 分振幅法 它是将透明薄膜两个面的反(或透)射光作为两个相干光源 如:薄膜干涉 　迈克耳孙干涉仪 P L C 3 4 E 5 A 1 B 2 要使从同一波列分离出来的两列波能够 重叠并发生干涉,两个波列到达相遇点的光程 差不能太大. 能够产生干涉现象的最大光程差称为相干长度,相干长度等于一个波列的长度 氪的一种同位素　 发出的红光的波列 长度为 ,氦氖激光器产生的激光的相干长度,从理论上可达几十公里 P 2 1 四 相干条件 1 必要条件: 两光波的频率相同、振动方向相同或有 相同的振动分量、在相遇点有恒定的相差 两光波到达相遇点的光程差不能太大、 在相遇点的光振动矢量的振幅相差也不能 太大 2 充分条件： 五 光程、光程差、光程差和相位差的关系 介质中光通过某一几何路程的光程等于在 相同时间内光在真空中通过的路程 采用光程的概念,相当于把光在不同介质 中走的路程折算为光在真空中的路程,这样 便于比较光在不同介质中所走路程的长短 1 光程: 光在介质中走过的路程 和介质折射率 的乘积,即 2 光程差与相位差的关系 在相遇点引起的分振动为： 假设有两个频率为 的相干光源 和 , 初相相同, 其振动方程为 在两列波在 点的相位差为： 其中 : 为光程差(注意其计算) 3 干涉条件 干涉加强: 干涉减弱: 或 或 (1)真空中加入厚 d 的介质、产生附加光程差 d n (2)光由光疏介质(n较小)射到光密介质(n较大)界面上反射时附加 讨论 光程差变化的常见情况 六 薄透镜的性质 透镜不引起附加的光程差 A B 焦平面 A B 455—390 410 7.3 紫 470—455 430 7.0 蓝 492—470 480 6.5 青 577—492 540 5.5 绿 597—577 570 5.3 黄 622—597 610 4.9 橙 780—622 660 4.5 红 波长范围 ( nm ) 中心波长 ( nm ) 中心频率 (×1014Hz) 颜色 可见光的频率、波长范围