第节光的电磁理论.pptVIP

第1.1节 光的电磁理论 一、光是某一波段的电磁波 1.在真空中电磁波的传播速度: 复习：谐振动的旋转矢量表示法 （1）瞬时光强Ⅰp=A2 但我们关心的是在观察时间内的平均光强，τ 为观察时间或称响应时间 （2）平均光强 (3) 非相干迭加：当位相差 随时间变化时，在观察时间内取遍-1~+1之间的所有值，平均值为零。 ∴Ⅰp=Ⅰ1+Ⅰ2 普通光源的非相干迭加。 （4）相干迭加：当位相差 =恒量，不随时间变化。 ∴ 干涉项不为零，光强的大小取决于相位差 3.干涉的定义：在多个波迭加的区域内，有些地方振动始终加强，而有些地方的振动始终减弱（与时间无关），这一强度按空间周期性变化的现象称为干涉。这种不均匀分布的图样称干涉条纹。 4.相干条件 频率相同、振动方向相同、相位差恒定 5.光强极大和极小的条件 光强随相位差的分布曲线 6.光程差和相位差 用光程差表示光强极大极小 　 一、惠更斯原理 论述：媒质中波动传到的各点都可以看作是新的次波源，这些新波源发射的波称为子波，其后任一时刻这些子波的包络面就是该时刻的新波阵面 三、杨氏实验的变形 第1.4节 干涉条纹的可见度及光波的时空间相干性 第1.5节菲涅耳公式及半波损失的定性解释 一、菲涅耳公式 第1.7节 迈克尔逊干涉仪 主极大 光强分布曲线 次极大 N束相邻主极大之间有N-1个最小 最小 N-2个次最小 3.条纹规律讨论: (1) 焦平面上是里疏外密的，亮纹很细锐的同心圆. (2)级次里高外低. (3)如λ1，λ2同时入射两套条纹能分开→光谱的精细节构。 如钠双线λ1=5890A0，λ2=5896A0。迈氏仪中分不开。 法一玻仪中能分开： 说明：当h可变时称法一波干涉仪； 当h不可变时称法一波标准具 应用：精确测波长，比较长度，研究谱线精细结构，在激光器中 谐振腔中应用 [例4]利用劈尖干涉可对工件表面微小缺陷进行检验。当波长为?的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图。问(1)不平处是凸的，还是凹的? (2)凹凸不平的高度为多少? 解：(1)等厚干涉，同一条纹上各点对应的空气层厚度相等 所以不平处是凸的 (2)由相似三角形关系得 补偿玻璃板 半透明 镀银层 一.原理 M1可移动 M2固定 半透膜 补偿板 M1与M2′形成厚度 均匀的薄膜, ——等倾条纹 M1与 M2′形成一空气隙劈尖 ——等厚条纹 当 当 M1 M2’ d M1 M2’ 半透膜 补偿板 干涉条纹的位置取决于光程差,只要光程差有微小的变化,干涉条纹就发生可鉴别的移动。 光程差改变‘? ’这么长， 就有一条明纹移动 已知 可测 已知 可测 M1平移 一条明 纹移动 明纹 移动 的数目 N M2平移 的距离 平移 M1（即改变 光程差）， 用迈克尔逊干涉仪研究相干长度 光程差不大 不相干 相干 光程差较大 第1.8节 多光束的干涉——法布里玻罗干涉仪 h 内面平行而镀高反射率层 多光束干涉 n 一、构造和原理 相邻两光束的光程差和相位差（第一面的出射角为i2） 形成N束等振幅、相邻光束有固定相位差的多光束干涉 为精细度 为反射率，接近1 合振幅为 N束振幅为A0的、相邻光束的相位差为 的多光束的相干叠加 合振幅为 光强 有极大值 极小值条件是 极小:5 次明纹:4 N=6 1.菲涅耳双棱镜： 关键求出d，已知α，n，则 实验中，常用两次成象法求 （d1,d2分别为两次成象时的宽度） 2.维纳驻波实验 重点：半波损失及条件：近垂直入射相邻两条纹中心的高ac=λ/2 ab=ac/sinθ θ→1′则ab→1mm可测 d 明暗条纹的位置： 真空中： 将屏移到 B处，证实了半波损失的存在 3. 洛埃镜 (简单介绍) S S’ …明条纹 …暗条纹 4.菲涅耳双面镜实验 等效为两个虚光源光的干涉 一、条纹的可见度：