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波动光学大学物理

1.1相干光光源：一切发光的物体统称为光源，如太阳、白炽灯、钠光灯和激光器等。按光的性质不同，光源可分为普通光源和激光光源；按光源的大小不同，光源可分为点光源、线光源和面光源等。光波：一种电磁波，它是横波，由两个相互垂直的振动矢量（电场强度E和磁场强度H）来表征。光矢量；光整振动：在光波中，对人的眼睛和感光仪器起作用的主要是电场强度E，因此，我们把E矢量称为光矢量，光矢量的振动称为光振动。红外线：光波中，可见光的波长范围在400～760nm之间，波长大于760nm的为红外线。紫外线：波长小于400nm的为紫外线。

1.1相干光1.1.1光的相干性相干光：干涉现象是所有波动过程的基本特征，光波也具有这一特征。我们把能产生干涉现象的光称为相干光。频率相同振动方向相同满足条件对机械波，其波源可以连续地做简谐振动，发出连续不断的简谐波，相干条件容易满足，但对于普通光源发出的光波，相干条件不容易满足，这是由普通光源的发光机理决定的。相位差恒定

1.1相干光1.1.1光的相干性普通光源中，大量处于激发态的分子和原子，在从较高的能态跃迁到较低的能态过程中，就会对外辐射出光波。这种辐射有两个特点：每个分子或原子的辐射是间歇的、无规则的，每次辐射的时间很短，所以，每次只能发出一个有限长的波列。每个分子或原子的发光是各自独立的，彼此之间没有关联，具有随机性。因此，同一分子或原子先后发出的各波列之间，以及不同分子或原子在同一时刻发出的各波列之间，在频率、振动方向及相位上都没有联系。

1.1相干光1.1.2获得相干光的方法1分波面法如图11-1（a）所示，单色光照射到屏上小孔S，S可视为一个点光源，它发出的球面波的波面被另一个屏上的两个小孔和分割。因这两个波源来自同一波面，满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干条件，故在这两列波的相遇区域会产生干涉现象。这种将一个点光源的波面分割成两束光，以获得相干光的方法称为分波面法。图11-1获得相干光的方法

1.1相干光1.1.2获得相干光的方法2分振幅法如图11-1（b）所示，AB为一透明薄膜，入射光的同一波列在界面A上反射形成波列1，在界面B上反射形成波列2。波列1，2也满足频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干条件，故在这两列波的相遇区域也会产生干涉现象。这种利用界面的反射和折射，将光振动的能量（或振幅）分成两部分，以获得相干光的方法称为分振幅法。图11-1获得相干光的方法

1.1相干光1.1.3光程和光差（1）光程

1.1相干光1.1.3光程和光差（1）光程

1.1相干光1.1.3光程和光差（2）光程差图11-2用光程差计算相位差

1.1相干光1.1.4透镜的等光程性如图11-3所示，平行光经过透镜会聚后，会在焦平面上出现亮点。这个现象是由于平行光束波面上各点（A，B，C或A，B，C）的相位相同，在焦平面上相遇时干涉加强而形成的，这称为透镜的等光程性。（a）（b）图11-3透镜的等光程性

1.2双缝干涉1.2.1杨氏双缝干涉（a）（b）图11-3透镜的等光程性?

1.2双缝干涉1.2.1杨氏双缝干涉

1.2双缝干涉1.2.1杨氏双缝干涉

1.2双缝干涉1.2.1杨氏双缝干涉

1.2双缝干涉1.2.1杨氏双缝干涉【例1】杨氏双缝干涉实验中，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，那么，①若从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5mm，求入射光的波长；②若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹间的距离。

1.2双缝干涉1.2.1杨氏双缝干涉【例2】把一个很薄的云母片（n=1.58）插入到杨氏双缝实验装置的一个缝上后，观测到屏幕中心移过7级明纹。如果入射光波长λ=550nm，试求此云母片的厚度e。

1.2双缝干涉1.2.2洛埃镜干涉图11-6洛埃镜干涉实验?

1.3薄膜干涉1.3.1平面薄膜干涉图11-7平行平面薄膜干涉

1.3薄膜干涉1.3.1平面薄膜干涉

1.3薄膜干涉1.3.1平面薄膜干涉

1.3薄膜干涉1.3.1平面薄膜干涉入射角i变化，薄