光干涉 01.ppt

赵言诚 * 光学的分类： （1）几何光学：以光的直线传播为基础，研究在 透明介质中的传播问题。包括： 直线传播定律、反射折射定律。 ①波动光学：以光的波动性为基础，研究光的 干涉、衍射、偏振。即：研究光 的波动性。 ②量子光学：以光和物质的相互作用所显示的 粒子性为基础。 （2）物理光学： 第三章 光的干涉 §3.1 描述光的基本概念 一、 光源、光源的发光特点 光源：可以发光的物体。其分类： （1）按发光机制可分为：普通光源、激光光源。 （2）按能量激发方式可分为：热光源、冷光源。 （3）按相干性可分为：复色光源、单色光源。 （4）按形状可分为：点光源、面光源等。 光是一种电磁波 平面电磁波方程 真空中的光速 可见光的范围 光矢量 用 矢量表示光矢量, 它在引起人眼视觉和底片感光上起主要作用 . 1.光强：光的强度指单位面积上获得的平均光功率。 由坡印廷矢量S 确定 即： 波的平均能流密度。 （1）单色光：具有单一频率的光。 光的单色性与复色性 2. 一般认为： ? ? ? 单色性较差 单色性较好 单色性极好 I ? I0/2 I0 ?? 二、 光强与光的单色性 对应的 称为波长宽度 ?? 结论: 绝对的单色光是不存在的!！！！！ （2）复色光：由各种不同频率的光复合而成的光。 例如：白光既是由七种颜色的光复合而成。 红光 紫光 波长：7600 ? 4000 ? 频率：?=C/? 增加 在同一介质中：n 增加 （3）获得单色光的方法 色 散： 滤波片： 设空间有两个同频的单色光源S1 和S2 它们发出的光相交于空间一点P 。 S1 S2 r1 r2 P ?1,?2为初位相，c/n为介质中的光速 其中： 如果两光矢量的方向相同，则在P点的合成光矢量的值为： 三、 光的相干性 当两光束有恒定的 位相差时合光强为： 其大小将由位相差决定,出现有些点加强有些点减弱的现象,这种现象称为光的干涉。 若两束光频率相同、光矢量方向相同、位相差恒定或位相相同，这两束光在空间相遇时将产生干涉现象，称为相干光，满足此条件的光源称为相干光源。 四、 光程与光程差 对某一单色光，其频率一定。在折射率为n 的介质中 光的波长为： 因此在折射率为n 的介质中光波传播x 在位相上（时间上）相当于在真空中传播nx 的距离。我们就把nx 称为在这种介质中的光程。相当于将光的传播都折算为真空中的传播。 （2）光程差： 例如：如图所示，求：A、B两点间的位相差 n1 n2 A B d1 d2 两束相干光在相遇点的位相差为： 上式中，nr2-nr1 表示两相干光源到相遇点的光程的差值，称为光程差。 透镜不引起附加的光程差： M S N A B P Q B S S? M N A P Q P S n x d 五、 获得相干光的方法 来自两个独立光源的光和来自同一个光源的不同部分的光，不满足相干光的条件。而将光源发出的一束光分解为两束，在经过不同的光程后相遇时，将满足相干条件，发生干涉现象。 分波阵面法：使同一波阵面上的两点成为新的光源 分 振 幅 法：将一束光分解为两束光 相干光的产生 波阵面分割法 * 光源 振幅分割法 英国物理学家，考古学家，医生。光的波动说的奠基人之一。1773年6月13日生于米尔费顿，曾在伦敦大学、爱丁堡大学和格丁根大学学习，伦敦皇家学会会员，巴黎科学院院士。1829年5月10日在伦敦逝世。 杨自幼天资过人，14岁就通晓拉丁、希腊、法、意、阿拉伯等多种语言。开始时学习医学，后来酷爱物理学，特别是光学和声学，一生在物理、化学、生物、医学、天文、哲学、语言、考古等广泛的领域做了大量的工作，但在科学史上他以作为物理学家而最著名。杨在行医时就开始研究感官的知觉作用，1793年写了第一篇关于视觉的论文，发现了眼睛中晶状体