波动光学shihua.ppt

S d D 1、现象 §13. 3 获得相干光的方法 杨氏双缝干涉 一、杨氏双缝干涉 明纹 暗纹 2. 波程差的计算 P D d 明纹位置 暗纹位置 3.明暗纹中心的位置和级次： 条纹间距 相邻两亮纹(或暗纹)之间的距离都是 （1）一系列平行的明暗相间等间距的条纹； 4.条纹特点： 杨氏双缝实验第一次测定波长这个重要的物理量. （2）若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 在屏幕上 x=0 处各种波长的波程差均为零，各种波长的零级条纹发生重叠，形成白色明纹。 讨论影响双缝干涉条纹分布的因素。 （1） 若D、d 已定，只有??，条纹间距 变宽。 若?已定，只有D↑、d↓（仍然满足d ?)，条纹间距 变宽。 两相邻明纹（或暗纹）间距 例. 钠光灯作光源，波长 ，屏与双缝的距离 D=500 mm ,(1) d = 1.2 mm 和 d = 10 mm , 相邻明条纹间距分别为多大？（2) 若相邻明条纹的最小分辨距离为 0.065 mm ,能分辨干涉条纹的双缝间距是多少？ 解 ｛1｝d= 500 mm d=10 mm ｛2｝ 双缝间距 d 为 例 用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？ 解: 用白光照射时，除中央明纹为白光外，两侧形成内紫外红的对称彩色光谱.当k级红色明纹位置xk红大于k+1级紫色明纹位置x(k+1)紫时，光谱就发生重叠。据前述内容有 将 ?红 = 7600?， ?紫 = 4000?代入得K=1.1 因为 k只能取整数，所以应取k=1 这一结果表明： 在中央白色明纹两侧，只有第一级彩 色光谱是清晰可辨的。 M A B 屏 P 问题： 5. 洛埃德镜实验 . B A s1 s2 虚光源 反射镜 点光源 当屏移到 位置时，在屏上的P 点应该出现暗条纹还是明条纹？ 媒质1 光疏媒质 媒质2 光密媒质 n1 n2 折射波 反射波 入射波 光在垂直入射（i =0?）或者掠入射（i =90°）的情况下，如果光是从光疏媒质传向光密媒质，在其分界面上反射时将发生半波损失。 折射波无半波损失。 半波损失 若 n1 n2 * 光学------研究 光的现象; 光的本性; 光与物质的相互作用. 20世纪60年代激光问世后，光学有了 飞速的发展，形成了非线性光学等现代光学。 ▲几何光学：以光的直线传播规律为基础， 研究反射，折射以及各种光学仪器的理论。 ▲量子光学：以光的量子理论为基础， 研究光与物质相互作用的规律。 ▲波动光学：以光的电磁波本性为基础， 研究传播规律，特别是干涉、衍射、偏振 的理论和应用。 第13章 波动光学基础 光的干涉 ： 双缝干涉，薄 膜干涉， 劈尖和牛顿环 光的衍射： 惠更斯原理，单缝衍射， 衍射光栅 光的偏振 ： 线偏振光，自然光，偏和检偏 ， 马吕斯定律 ，布儒斯特定律 本章主要内容 光源 ，光的传播 §13.1 光是电磁波 一、电磁波 1.电磁波的形成 任何加速运动的电荷都会发出电磁波。变化的电场激发磁场，变化的磁场激发电场，变化的电磁场相互激发，传播出去就形成电磁波。 2.平面电磁波的性质（实验得出） （1）电磁波是电场强度与磁场强度的矢量波 (2) 的频率、相位和振幅的关系 同相、同频 E H C （5）电磁波在两种不同的界面上要发生反射和折射， 由下式给出折射率。 （3）横波 (4) 波速 真空中 3、电磁波的能量 电磁波的传播伴随能量的传播—辐射能 能流密度： 单位时间、单位面积上流过的能量 空间某一位置： 总能量密度 能流密度大小： 方向：沿 的方向 辐射强度（玻印亭矢量） 平均辐射强度： I 表示辐射强度在一个周期内的平均值在光学中称之为光强 4000? 紫 7600? 红 二、光是电磁波 可见光是能引起人的视觉的那部分电磁波。 可见光的波长范围约为 400～760nm 400——450——500——550——600——650——760nm 紫 蓝