8波动光学1讲解.ppt

* ? ? 8-1 光波及其相干条件 光波是电磁波。 光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的是电场强度 E 矢量，称为光矢量。 E 矢量的振动称为光振动。 平面简谐电磁波： 在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把光强定义为： 光强：在光学中，通常把平均能流密度称为光强， 用 表示。 一、光波的描述方法 二、光的叠加性 相干条件 两频率相同，光矢量方向相同的光源在p点相遇 1、非相干叠加 独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变” 叠加后光强等于两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象 要使两列波在P处产生相干叠加 两列波的条件： （1）频率相同 （2）振动方向相同 （3）具有固定的位相差 相干光 2、相干叠加 满足相干条件的两束光叠加后 位相差恒定，有干涉现象 若 干涉相长 干涉相消 三、获得相干光波一般方法 光源的最基本发光单元是分子、原子 ? = (E2-E1)/h E1 E2 能级跃迁辐射 波列 波列长L = ?0c 1. 普通光源：自发辐射 独立(不同原子发的光) · · 独立(同一原子先后发的光) 发光的随机性 发光的间隙性 ? 2. 激光光源：受激辐射 ? = (E2-E1)/h E1 E2 ? ? 完全一样(频率,位相,振动方向,传播方向) 相干光源 两个独立的光源不可能成为一对相干光源 原因：原子发光是随机的，间歇性的，两列光波的振 动方向不可能一致，周相差不可能恒定。 钠 光 灯A 钠 光 灯B 两束光 不相干！ 1 分波前的方法 杨氏干涉 2 分振幅的方法 等倾干涉、等厚干涉 普通光源获得相干光的途径（方法） p S * 分波面法 分振幅法 · p 薄膜 S * 四、 光程和光程差 干涉现象决定于两束相干光的位相差,两束相干光通过不同的介质时，位相差不能单纯由几何路程差决定。 在介质中传播的波长，折 算成真空中波长的关系。 四、 光程和光程差 光程差 光程 光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程 光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程 即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折射 为光在真空中的路程 1 2 m 3 光程差 若两相干光源是同位相的 两相干光源同位相，干涉条件 不同光线通过透镜要改变传播方向， 会不会引起附加光程差？ 问题 A、B、C 的位相相同，在F点会聚，互相加强 A、B、C 各点到F点的光程都相等。 AaF比BbF经过的几何路程长，但BbF在透镜中经过的路程比AaF长，透镜折射率大于1，折算成光程， AaF的光程与BbF的光程相等。 解 释 使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。 8-2 分波阵面干涉 1、实验装置 一、杨氏双缝干涉实验 S 1 S 2 S * * * k=+1 k=-2 k=+2 k= 0 k=-1 S 1 S 2 S * * * I * ? ?