波动光学课件.pptx

光学的分类：;光是一种电磁波;光源：可以发光的物体。其分类：;4.1.2光强与光的单色性;对应的称为波长宽度;4.1.3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。;（2）光程差：;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：;4.1.5获得相干光的方法;相干光的产生;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的聚焦作用,1801年发现眼睛散光的原因，由此进入光学的研究领域。他怀疑光的微粒说的正确性，进行了著名的杨氏双孔及双缝干涉实验，首次引入干涉概念论证了光的波动说，又利用波动说解释了牛顿环的成因及薄膜的彩色。他第一个测定了7种颜色光的波长。1817年，他得知A.J.菲涅尔和D.F.J.阿拉果关于偏振光的干涉实验后，提出光是横波。杨对人眼感知颜色问题做了研究，提出了三原色理论。他首先使用运动物体的“能量”一词来代替“活力”，描述材料弹性的杨氏模量也是以他的姓氏命名的，他在考古学方面亦有贡献，曾破译了古埃及石碑上的文字。;结果：;杨氏双缝干涉实验明、暗纹条件：;由相干加强和减弱的条件得;;一定时，若变化，则将怎样变化？;2）条纹间距与的关系如何？;杨氏双缝实验的缺点：为了保证两个子波源的相??性，必须要求缝S很窄，这将导致光强减弱，条纹不清；同时还要受衍射的影响。;;;（1）分析清楚哪两束光发生干涉；

（2）正确计算干涉点处的光程差（注意：当光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时，反射光有半波损失）；

（3）计算并讨论干涉条纹的空间分布或分布的变化。;例1以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m.;例1、将焦距为f的透镜切去宽为b=f/1000的中央部分，在将两半粘合。如图所示。距透镜2f处放一波长为?的单色光源，在透镜的后焦面上放一屏。已知：db，?=5000?，f=100cm。

求：（1）屏上两相邻干涉条纹的距离；

（2）屏上可能呈现条纹的最大数目。

（3）若屏放在2f以外

能否发生干涉？;解:（1）如图所示，在屏上的干涉区域O1O2;（2）如图，干涉区间O1O2=b;例2、用n=1.58的薄云母片覆盖杨氏双缝干涉装置的一条缝，这时接收屏中心被第五级亮纹占据。（1）若光源波长为0.55μm，求云母片的厚度；（2）若双缝相距0.60mm，屏与缝的距离为2.5m，求：0级明纹的中心所在的位置。;（2）干涉条纹中明纹的间距为：;扩展光源：光源不是点或缝而是具有一定的宽度和面积。;S发射的任一束光1，

经薄膜上下界面反

射后得到平行光2

和3，它们被L会聚

于焦平面上一点P，

显然2和3满足相干

光条件，将产生干涉。;其中的λ/2为半波损失的效果（当光从折射率小的光疏介质，射入折射率大的光密介质时，反射光有半波损失）。;对透射光4和5，此时的光程差为：;4.3.2增透膜与反射膜;反之要达到增反的效果只需：;等倾干涉实验装置示意图;（2）等厚干涉;;（明纹）;3）条纹间距（明纹或暗纹）;每一条

纹对应劈尖

内的一个厚

度，当此厚

度位置改变

时，对应的

条纹随之移

动.;;;;;牛顿环实验装置;;4）应用例子:可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等.;;总结;2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距;;例1