医用物理学 第2版 课件 11-1-1相干光、双缝干涉.ppt

第十一章波动光学河南科技大学物理工程学院上一页目录下一页退出光的干涉光的衍射光的偏振光学几何光学：以微粒学说为基础，研究光在透明介质中的传播规律。波动光学：以光的波动学说为基础，研究光的干涉、衍射等规律。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。波动光学一、光的本质：ZEuYHX引起视觉和化学效应的是电磁波中的电场强度矢量E，因此，常把E矢量称为“光矢量”。第十一章光的干涉（Interferenceoflight）§11.1相干光的获得光程可见光是波长在400~760nm的电磁波，是横波。二、电磁波谱电磁波：工业电无线电波微波X射线?γ射线宇宙射线波长：~105104~11~10-3(m)10-7~10-133×10-8~10-1410-14~(m)10-3m~770nm760~400nm400~1nm红外线可见光紫外线最敏感三.光源光源的最基本发光单元是分子、原子。任何发光的物体都称为光源按光的激发形式，发光类型可分为：热致发光电致发光光致发光化学发光太阳、白炽灯闪电、霓虹灯日光灯管壁上的荧光粉、夜光表上的磷光燃烧、萤火虫、鬼火原子内部，电子由高能级跃迁到低能级时，释放能量，以光的形式向外发射发光实质*ν1=(E2-E1)/h发光过程光波列波列长L=τc(τ≈10-8s)a.电子在不同能级间跃迁发射不同频率的光；c.每一列光波列是长度有限、振动方向一定、振幅不变的正弦波；d.普通光源发出的是大量毫不相关的光波列组成。间歇性无关性b.每次辐射的时间都很短，大约；随机性E1E2E3ν2=(E3-E1)/h普通光源发光特点1.普通光源：自发辐射独立(不同原子发的光)··2.激光光源：受激辐射ν=(E2-E1)/hE1E2ννν完全一样(频率,位相,振动方向,传播方向)独立(同一原子先后发的光)P21光束与波列Ei+1ΔEi+1四.光的单色性（1）单色光：具有单一频率（波长）的光波（2）复色光：具有不同频率（波长）的复合光νEiΔEi·光谱线：表示强度与波长关系的曲线光谱线波长范围越窄——光的单色性越好严格的单色光是不存在的λ0λoII0I0/2Δλ谱线宽度五.光的相干性1.相干光的干涉p···12r1r2P:如果两束光：频率相同，振动（光矢量）方向平行，相位差恒定，这两束光称为相干光，合成后在空间形成强弱相间的稳定光强分布——相干叠加。非相干光源I=I1+I2—非相干叠加完全相干光源▲相干相长（明）(k=0,1,2,3…)▲相干相消（暗）(k=0,1,2,3…)φ1φ2φE0E10E20IoΔφ2π-2π4π-4π4I12.普通光源获得相干光的途径分波面法分振幅法·p薄膜S*IoΔφ2π-2π4π-4π相干叠加非相干叠加初相差恒为零pS*相干光的获得方法分割振幅法分割波前法将光源上同一原子同一次发的光分成两部分,再使它们叠加.光的相干性与波列*光源六.光程、光程差真空中频率光速波长相同时间内传播的距离改变相同的相位时传播的距离媒质中··x=nrabλ··abnr媒质是一个折合量，在传播时间相同或位相改变相同的条件下，光在介质中传播的距离为r时，等价于在真空中传播距离为nr光程…………n1n2nmr1r2rmλ光程差：δ=L2-L1光程L=Σ(niri)[例]·S1S2r1r2dnp求S1和S2传播到P点光程差。[例]如图，S1、S2是两个光源，初相相同，两束光在P点相遇，求相位差。p···12r1r2n1n2相位差和光程差的关系：相干时：P’P”S’P’P”等光程等光程S’焦点焦平面当s点移至无限远物点到像点各光线之间的光程差为零——等光程性说明：透镜不会引起附加