(眼视光基础)6.光的本质.ppt

yy 应用光学 几何光学：发光点、光线 物理光学 常用光学仪器 光的波粒二象性 光的粒子性：动量 能量 多体现在与其他介质作用中 个别光子的效果 光的波动性：频率 波长 多体现在传播过程中 大量光子的效果 一、光的干涉 1、条件 两束光的频率相同 相位差恒定 振动方向相同 2、相干光的获得 原理（先分开，再相遇） 把一个光源发出的光束分成两束，然后再使它们相遇 方法 阵面分割 振幅分割 激光光源 二、光程和光程差 (1)光程定义：光波在介质中所经历的几何路程 l与介 质折射率n之积 nl 。 (2)光程差： 当双缝间距d一定、缝到光屏的距离L一定 时，条纹间距与波长成正比 白光干涉 白光是由不同频率的单色光组成的。 不同频率的单色光之间不能发生干涉现象，但从两双缝射出的白光中，相同频率的单色光之间能够发生干涉现象。 由于各种单色光的波长不同，因而各种单色光的干涉条纹的间距不同，叠加后各种单色光的明暗条纹不能完全重合，所以出现了彩色条纹。 干涉图样的中央，对各种色光都呈现亮条纹，故在这里产生白色条纹。 改变 玻璃—空气界面反射 空气—薄膜、薄膜—玻璃二个界面反射 为什么我们从来没有看到没有反光的镜头? 例 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损坏视力.有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜. 劈尖的顶角很小，可认为平行光线垂直射向上面和下面 干涉条纹分布只与介质厚度有关，同一个厚度对应同一级条纹，因此称为等厚干涉  分析 凹：条纹向劈棱方向偏 凸：条纹远离劈棱方向偏 等厚干涉，同一个厚度对应同一级条纹 三.杨氏双缝干涉 (1801年) So 中央明纹 缝屏 缝屏 接收屏 暗条纹 平面波 以中央明纹为对称的 明暗相间的干涉条纹 S1 S2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波 叠加时会产生干涉。 激光 P1 S2 S1 P P2 挡板 d 屏 ? 当这两列光波到达某点的路程差d等于光的半波长的 偶数倍时，该处的光相加强，出现亮条纹； ? 当这两列光波到达某点的路程差d等于光的半波长的 奇数倍时，该处的光相减弱，出现暗条纹； ? 相邻两条干涉条纹的间距 不同色光通过同一双缝产生的干涉图样 四、薄膜干涉 由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成。 半波损失：光疏入光密 薄膜干涉在技术上的应用： 1、增透膜：涂在透镜表面的一层可以增加透射减少 反射的薄膜。d＝λ/4n（其中n为膜的折射率，λ为光在空气中的波长 ） 镜头颜色为什么会发紫？ 薄膜干涉在技术上的应用： 2、增反膜：多层膜（增加反射） 使某些颜色的光反射本领高达99%， 而使透射减弱。 d＝λ/2n 五、等厚干涉：等厚薄膜干涉 厚度均匀的薄膜所得到的干涉 薄膜的厚度均匀 则相同倾角的光线光程差相同 白光入射的牛顿环照片 牛顿环装置示意图 白光牛顿环条纹 黄光牛顿环条纹 * * * * 光的直线传播 影子的形成 光电效应 光能汽车 光的微粒说： 发光体发出 一定速度 向空间各个方向直线传播的微粒 光的干涉 光的偏振 惠更斯： 波动说 微粒说 波动说 交 锋 当我们用很弱的光做双缝干涉实验时，将感光胶片放在屏的位置上，会看到什么样的照片呢？为什么会有这种现象？ 短 长 曝光时间 结论 1、这张照片清晰的显示了光的粒子性． 2、光子落在某些条形区域内的可能性较大（干涉加强区），说明光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律进行解释． 粒子性 波动性 波粒二象性 两列相干光波相遇时发生叠加， 在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱， 出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫 做光的干涉。 丰富多彩的干涉现象 水膜在白光下 白光下的肥皂膜 蝉翅在阳光下 蜻蜓翅膀在阳光下 白光下的油膜 肥皂泡玩过吗? 为什么 任意两束光观察不到干涉呢？ 必须是相干光源产生的光叠加时才能出现稳定的干涉现象。 光的干涉条件 相位差等于光程差乘上光在真空中的波数。