波动光学基础
第十章 波动光学
相干光
位也不一定相同.(独立性、 位也不一定相同 独立性、 二. 光的单色性 独立性 •单色光 单色光 随机性) 随机性 具有单一频率的光称为单 2. 激光光源：受激辐射 激光光源： 色光.各种频率复合的光称 色光 各种频率复合的光称 E2 为复色光 ν ν 普通光源所发光为复色光, 普通光源所发光为复色光 ν = (E2-E1)/h ν 单色光源发光为单色光.激 单色光源发光为单色光 激 E1 光为最好的单色光源. 光为最好的单色光源 •色散现象 色散现象 完全一样(频率 位相,振动 频率,位相 完全一样 频率 位相 振动 方向,传播方向 传播方向) 方向 传播方向 把复色光中各种不同频率的 光分开,形成光谱称为光的 光分开 形成光谱称为光的 激光光源能发出频率,相 激光光源能发出频率 相 色散. 色散 •产生单色光的方法 产生单色光的方法 位,振动方向 传播方向相 振动方向,传播方向相 振动方向 利用滤波片; (1)利用色散 (2)利用滤波片 利用色散; 利用滤波片 同的光 利用色散
则合振动为
1 r1
光程 干涉明暗纹条件
则有
∆ = ϕ
2 π
·
p
· ·
r2
E = Ey1 +Ey2 = Acos(ωt +ϕ)
A= A2 + A2 +2AA cos∆ ϕ 1 2 1 2
2
三. 干涉明暗纹的位置 条件 设 A =A 则 1 2 ϕ 2 2 2∆ I = A = 4A cos 1 2 ∆ = ±2kπ, ϕ
(k = 0,1,2,3…)
λ
δ
∆ =ω(t −r v) −ω(t −r v) ϕ 2 1
2 πν 2 π = (r −r ) = (nr −nr ) 2 1 1 λ 2 (c n)
2024高考物理波动光学知识点清单与题型分析
2024高考物理波动光学知识点清单与题型分析一、波动光学基础知识1. 光的波动性特征- 光的波动模型和粒子模型- 光的波长、频率和波速的关系2. 光的干涉现象- 干涉的条件与产生干涉的光源- 杨氏双缝实验和杨氏双缝衍射公式3. 光的衍射现象- 衍射的条件与产生衍射的光源- 单缝衍射和衍射角的推导4. 光的偏振现象- 光的偏振特性和光束的偏振- 马吕斯交叉实验和马吕斯定律二、波动光学的应用1. 光的光谱与光栅- 光谱的分类和性质- 光栅的原理和光栅方程2. 光的薄膜与薄膜干涉- 薄膜的构成与性质- 薄膜干涉的条件和薄膜干涉的应用 3. 光的多普勒效应- 多普勒效应的概念和表达式- 光的红移和蓝移现象4. 激光的基本原理- 激光的特性和产生激光的条件- 激光的应用领域和技术三、波动光学的高考题型分析1. 选择题- 对波动光学基础知识的理解与应用 - 对波动光学应用领域的认识与分析 2. 解答题- 利用波动光学理论解析实际问题- 运用光的干涉、衍射、偏振等原理解决问题3. 综合题- 将波动光学知识结合其他物理知识进行综合分析与解决问题- 理论知识与实践应用相结合的综合能力考察结语：本篇文章对2024年高考物理波动光学知识点进行了清单和题型分析，并按照格式要求进行了整洁排版。
通过系统的学习和掌握波动光学的基础知识，加强对光的干涉、衍射、偏振等现象的理解与应用，以及熟悉波动光学在实际问题解决中的应用，考生们能够提高解题的能力和水平，顺利应对高考物理波动光学相关考题，取得理想的成绩。
第3章12波动光学基础
对于图中的LED，其发散中心波长 是820nm（0.82μm），线宽通常定义 为半功率点的宽度。图中线宽 Δλ=30nm（805nm~835nm），带宽比 为30/820=0.037，即3.7%。
图3.3 LED的光谱
10
§3.2 色散、脉冲畸变和信息速率
10 L
lg
Pout
/ Pin 10lgPout
/ Pin L
8
§3.2 色散、脉冲畸变和信息速率
▪ 实际的光源在一个特定的波长范围内发光。这个范围称为光源
的线宽，或者谱宽。
光源的线宽越窄，其相干性就越好。
理想的相干光源发射单波长的光，其线宽为0，是理想单色 的。表3.1给出了常用光源的典型线宽值。
速度也随波长变化，我们将速度随波长变化的这 种特性称为色散。
材料色散：如果速度的变化是由材料的某些性 质引起的，则称之为材料色散。 波导色散：对于光纤和其他波导，色散也可能 由自身的结构引起，这种情形称为波导色散。
12
§3.2 色散、脉冲畸变和信息速率
——3.2.1 材料色散和脉冲畸变
▪ 脉冲传输得越远，其
如 图 3.6(b) ， 图 中 曲 线 的 斜 率 在 λ0 处为0。
图3.6(c)是折射率对波长的二阶导
函数曲线。对纯SiO2，拐点在1.3μm 图3.6 石英玻璃的折射率
附近。
与波长的关系曲线
§3.2 色散、脉冲畸变和信息速率
——3.2.1 材料色散和脉冲畸变
▪ 定量分析石英玻璃中色散导致的信号畸变。 ▪ 假设τ是脉冲传输距离L所需时间，图3.7给出了单位距离
图3.6（c）
22
/ L n'' M n''
物理学光学与波动理论
物理学光学与波动理论光学与波动理论是物理学中的重要分支，研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象及其产生的原理和规律。
本文将探讨光学与波动理论的基本概念、光的特性以及波动现象的解释等内容。
一、光学基础知识光学是研究光的传播和现象的学科，涉及到光的产生、传播、相互作用等方面。
光学实验常用的基本装置有凸透镜、凹透镜、平凸镜、交互栓等。
1. 光的特性光具有波动性和粒子性的双重性质。
在波动方面，光是一种电磁波，具有波长、频率和振幅等特性；而在粒子方面，光被看作由光子构成的微粒。
2. 光的传播光在真空中的传播速度为光速，在介质中会受到折射和反射的影响。
根据光的传播方式，可以将光分为直线传播光和弯曲传播光。
3. 光的反射和折射当光线从一种介质射入另一种介质时，会发生反射和折射现象。
根据斯涅尔定律，入射角、反射角和折射角之间满足一定的关系。
二、光的干涉现象干涉是光波在相遇时发生叠加现象的过程。
干涉现象广泛存在于光学实验中，例如杨氏双缝实验和牛顿环实验。
1. 双缝干涉杨氏双缝实验是观察光的干涉现象最经典的实验之一。
当光波通过两个狭缝时，会形成明暗相间的干涉条纹。
2. 牛顿环干涉在牛顿环实验中，平凸透镜和透明平板之间介质形成的空气薄层会造成光的干涉现象。
观察者通过透镜看到的是一系列同心圆环。
三、光的衍射现象衍射是光通过一个孔或一个边缘时发生偏离的现象。
衍射现象能够解释许多实际现象，例如声音的传播、电磁波的传播等。
1. 夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射是光通过一个狭缝时产生的衍射现象。
当入射光线垂直射向狭缝时，屏幕上会出现中央亮度最强，两侧逐渐变暗的衍射条纹。
2. 菲涅尔衍射菲涅尔衍射是光通过一个不透明物体的边缘时产生的衍射现象。
这种衍射现象产生的光强分布呈现明显的夹红现象。
四、光学应用光学在实际生活和工业生产中有广泛的应用。
下面介绍几个常见的光学应用。
1. 显微镜显微镜利用光的折射、衍射和干涉等现象来放大显微观察物体的细节。
第14章波动光学基础
10
Δ
2π
2
l2
2π
1
l1
n
l1 2π
n
Δ
2π
2
l2
2π
1
(n2l2 n1l1 )
n1 光线1经过的介质1的折射率
l1 光线1在介质1中走过的几何路程 n2 光线2经过的介质2的折射率
l 2 光线2在介质2中走过的几何路程 n1l1 光在介质1中的光程
2 2
2
o
i
r环
i
P f
1 2
S
i n n > n n
·
i
L
D · A·· C r · B
e
37
i
屏幕
f
S
M
L
n 观察等倾条纹的实验装置和光路
38
倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹
—等倾条纹 •条纹特点: • • • • • 形状一系列同心圆环 内疏外密 条纹间隔分布 条纹级次分布 中间级次最高 膜厚变化时,条纹的移动 波长对条纹的影响
建立‚点光源‛的概念很重要
尤其是用分波面法获取相干光时更重要
•
点光源模型可使我们更容易看到干涉花样
8
§4 光程 引进光程可方便地计算相干光的相位差 例:相干光源 a b 初相相同 但到达场点c的过程中经过的介质不同 如图
c点的干涉结果如何？
解答：
光线1
c点的干涉结果取决于
两相干光在c点的相位差
a b
n1 l1
n2 l2
光线2
c
9
Δ
2π
2
l2
2π
1
l1
波动光学 知识点总结
波动光学知识点总结一、波动光学基础理论1.1 光的波动性光既具有波动性，也具有粒子性。
但在波动光学中，我们更多地将光看作是一种波动。
光的波动性表现为它的波长、频率和波速等特性。
光的波动性对光的传播和相互作用提供了理论基础。
1.2 光的主要波动特性在波动光学中，我们需要了解光的一些主要波动特性，如干涉、衍射、偏振等。
这些特性是光学现象的基础，也是波动光学理论的重要内容。
1.3 光的传播规律波动光学还研究光的传播规律，如菲涅尔衍射、菲涅尔-基尔霍夫衍射等。
这些规律描述了光在不同介质中传播时的行为，为我们理解光学器件的原理和应用提供了基础。
二、干涉2.1 干涉现象干涉是波动光学的重要现象，它描述了两个或多个光波相遇时的相互作用。
我们可以通过干涉实验来观察干涉现象，如杨氏双缝干涉、薄膜干涉等。
2.2 干涉条纹干涉条纹是干涉现象的主要表现形式，它是由干涉光波在空间中的相互叠加而形成的明暗条纹。
通过研究干涉条纹，我们可以了解光的波动规律和光的相位特性。
2.3 干涉的应用干涉在科学研究和技术应用中有着广泛的应用，如干涉测量、干涉成像、干涉光谱等。
通过干涉技术，我们可以实现对光学性质和光学器件的精密测量和分析。
三、衍射3.1 衍射现象衍射是波动光学中的重要现象，它描述了光波在通过障碍物或孔径时的传播规律。
我们可以通过衍射实验来观察衍射现象，如单缝衍射、双缝衍射等。
3.2 衍射图样衍射图样是衍射现象的表现形式，它是光波经过衍射产生的明暗图案。
通过研究衍射图样，我们可以了解光波的传播特性和光的波前重构规律。
3.3 衍射的应用衍射在光学成像、光学通信、激光技术等领域有着重要的应用价值。
通过衍射技术，我们可以实现对微小结构的观测和分析，也可以实现光的调制和控制。
四、偏振4.1 偏振现象偏振是波动光学中的重要现象，它描述了光波振动方向的特性。
在偏振现象中，我们可以了解线偏振、圆偏振和椭圆偏振等不同偏振状态。
4.2 偏振光的特性偏振光具有独特的性质，如光振动方向的确定性、光强的调制特性等。
第1章 波动光学基础 1-2 光波的函数表述 物理光学课件
•
它可以通过把确定该考察面的空间约束条件代入光波场的三维复振幅分
布函数的普遍表达式而得到。
•
例：传播方向平行于xoz平面，且与z轴夹角为θ的平面波在z=0平面上的
波前函数．
•
①依题意写出复振幅分布函数（关键是写 k r ）
•
②将z=0代入复振幅分布函数
• 注意:波前函数是任意空间面上的复振幅，但不是复振幅在这个面上的投影．
• 光是特定波段的电磁波
光的电磁波动 E, H 遵从Maxwell方程
• D ρ,
• B 0,
•
E B ,
Maxwell微分方程
t
H
J
D
t
• •
其中：
i
j
k
x y z
• 变化的磁场可以产生电场；变化的电场也可以产生磁场.
• 电磁波——交变电磁场的空间传播。
1 波动光学基础
•
•
复振幅分量与波前函数的区别在于：波前函数与复振幅函数的振幅相同，
但相位不同．
1 波动光学基础
1.2 光波的函数表述
1.2.4.波前与波面
• ２.相位共轭波前
• E~(r) E0 (r)eikr
所谓相位共轭光波，是指两列同频率的光波，它们
的复振幅之间是复数共轭的关系．
~ ikr
即若某一波的复振幅为 E(r ) E (r )e E在0 (信r)息光学中，经常遇到相位共轭光波的概念。所谓相位共轭光波，是指两列同频率的光波，它们的复振0 幅之间是复数共轭的关系，即若某一波的复振幅为
波动光学基础121maxwell电磁波动方程12光波的函数表述121maxwell电磁波动方程波动光学基础12光波的函数表述1099792121maxwell电磁波动方程波动光学基础12光波的函数表述121maxwell电磁波动方程波动光学基础12光波的函数表述coscos和分别为波的空间角频率和时间角频率又称圆频率
《大学物理》波动光学基础解析
E
S
H
S EH
根据平均值的定义，在一个周期T内平均能留密度的大 小用I表示
I S 1 tT EHdt Tt
光学中通常把平均能流密度I称为光强
➢ 平面简谐电磁波的平均能流密度为
I 1
T
t T t
E0 H 0
cos2 (t
r )dt u
1 2
E0 H 0
1 2
E02
三、光是一种电磁波 平面电磁波方程
第四篇 波动光学
波动光学基础
上海同步辐射装置全景
研究内容 ：
1 光是电磁波 2 光源 光的干涉 3 获得相干光的方法
杨氏双缝实验 4 光程与光程差 5 薄膜干涉 6 迈克耳孙干涉仪 7 惠更斯—菲涅耳原理 8 单缝的夫琅禾费衍射 9 衍射光栅及光栅光谱 10 线偏振光 自然光
11 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律
12 反射和折射产生的偏 振 布儒斯特定律
13 双折射现象 14 椭圆偏振光
偏振光的干涉 15 旋光效应简介
§1 光是电磁波
一、光的本质
17—18世纪是光学发展史上的一个重要时期。伽利略 、开普勒发明了天文望远镜，斯涅尔、笛卡儿导出了光 的折射定律和反射定律。历史上对于光的本质存在争论 。1.光的两种学说
度传播就形成电磁波。
+ Q0
+
+
L
C
Q0
-
-
振荡电偶极子
2. 真空中的平面简谐电磁波及其特性
任何形式电磁波 分解 平面简谐电磁波
叠加
沿x轴传播的平面简谐电磁波电场强度 E和磁场强
度 H可分别表示为：
EuΒιβλιοθήκη E(x,t)
E0
波动光学的基本原理
波动光学的基本原理波动光学是研究光的波动特性和传播规律的一门学科，它揭示了光的干涉、衍射、偏振等现象，并通过波动理论解释了这些现象。
本文将介绍波动光学的基本原理，并探讨其在光学技术和应用中的重要性。
一、光的波动性光既可被视为一束光线，也可被视为一种波动。
波动光学认为光是以波的形式传播的电磁波。
光波的传播与其他波动的传播类似，具有频率、波长、振幅和相速等基本特性。
二、光的干涉波动光学的基本原理之一就是光的干涉现象。
干涉是指两束或多束光波相遇时相互叠加而产生的干涉图样。
光的干涉可以分为互补干涉和相干干涉两种形式。
互补干涉是指光的波峰与波谷相遇，波峰与波峰、波谷与波谷相消。
相干干涉则是指两束或多束相干光波的干涉，它们的相位关系能够保持一定的相干度。
三、光的衍射光的衍射是波动光学的另一个重要原理。
衍射是指光波通过一个孔或通过不规则物体的边缘时发生偏离直线传播的现象。
光的衍射可以解释一些重要的现象，例如狭缝衍射、衍射光栅等。
衍射现象使得我们能够观察到光的波动性质，进一步认识光的特性。
四、光的偏振光的偏振是指光波振动方向的限制性。
光波振动方向可以沿着波垂直方向的任意方向，但在光的某些传播过程中，光波的偏振方向将受到限制。
例如，偏振片可以使只有特定方向的光通过，而将其他方向的光吸收或减弱。
光的偏振现象在光学应用中起着重要的作用，例如液晶显示技术就是基于光的偏振原理来实现影像显示的。
五、光的衍射光栅光的衍射光栅是在波动光学中常用的一个重要装置。
它是由一些平行间隔的透明栅条组成，当光通过这些栅条时产生衍射现象。
光的衍射光栅可以用于测量光的波长、分光、光学仪器的校准等领域。
根据光的波动性原理，通过光的衍射光栅可以获取有关光的重要参数和特性。
光的波动性是光学研究的重要基础，波动光学理论为光的行为提供了解释和说明。
在光学技术和应用中，波动光学的原理被广泛应用于光学仪器的设计、光的传输控制、激光技术等领域。
光的波动性也推动了光学进一步发展和创新，为人类认识光的本质提供了重要的突破口。
大学物理之波动光学讲解
晶体衍射在材料科学、化学、生物学等领域有广泛应用。例如，通过X射线晶体 衍射可以确定物质的晶体结构、化学成分等信息。
04
傅里叶光学基础知识
傅里叶变换在波动光学中应用
描述光波传播
通过傅里叶变换，可以将光波分 解为不同频率的平面波分量，从 而更直观地描述光波在空间中的
传播。
分析光学系统
利用傅里叶变换，可以对光学系统 的传递函数进行分析，进而研究光 学系统对光波的传播和变换特性。
04
振幅、频率与相位关系
对于同一光源发出的光波，其 频率相同，但振幅和相位可能 不同。当两束或多束光波叠加 时，它们的振幅和相位会影响 干涉条纹的分布和明暗程度。
偏振现象及偏振光类型
偏振现象
光波在传播过程中，其振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振。只有横波才能发生偏 振现象。
偏振光类型
根据光波振动方向与传播方向的关系，可将偏振光分为线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光 。其中，线偏振光的振动方向与传播方向垂直；圆偏振光的振动方向与传播方向成螺旋状 ；椭圆偏振光的振动方向与传播方向成椭圆形。
偏振光的产生与检测
偏振光可以通过反射、折射或特定晶体等产生。检测偏振光的方法包括使用偏振片、尼科 耳棱镜等。
02
干涉现象与原理
双缝干涉实验及结果分析
03
实验装置与步骤
结果分析
干涉条件
使用激光作为光源，通过双缝装置，在屏 幕上观察到明暗相间的干涉条纹。
双缝干涉实验结果表明光具有波动性，明 暗相间的干涉条纹是光波叠加的结果。
空间频率域与时间频率域的联系
光波作为一种电磁波，其空间频率和时间频率之间存在内在联系。在波动光学中，可以通过傅里叶变换将光 波从空间域转换到频率域，或从时间域转换到频率域，从而揭示光波在不同域中的传播和变换特性。
导波光学的物理基础
导波光学的物理基础
导波光学，又称为波动光学或光学波导理论，是以光的电磁理论为基础，研究光在光学波导（如光纤、平板波导等）中的传播、散射、偏振、衍射等效应的一门学科。
它是现代光电子学和光通信技术的重要理论基础，也是各种光波导器件和光纤技术的理论基础。
导波光学的研究对象主要是光波在光学波导中的传输特性，包括光的模式、色散、损耗、耦合等现象。
其中，光的模式是光波在波导中传播的基本形式，它可以分为横模和纵模两种。
横模是指光波在波导中传播时，电场或磁场的方向与波导的传播方向垂直的模式，而纵模则是指电场或磁场的方向与传播方向平行的模式。
不同的模式具有不同的传输特性和应用场景。
导波光学的物理基础主要是麦克斯韦方程组和边界条件。
麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本性质，包括电场、磁场、电荷、电流等之间的关系。
在光学波导中，光波的传播可以看作是电磁波在介质中的传播，因此麦克斯韦方程组是导波光学研究的基础。
而边界条件则是指光波在波导与周围介质之间的交界面上满足的条件，它对于确定光波在波导中的传输特性具有重要意义。
除了麦克斯韦方程组和边界条件，导波光学还需要借助一些数学工具，如傅里叶分析、微分方程、积分方程等，来进行具体的分析和计算。
通过这些数学工具，可以研究光波在波导中的传输特性，包括光的模式、色散、损耗、耦合等现象，以及光波导器件的性能和设计方法。
总之，导波光学是以光的电磁理论为基础，研究光在光学波导中的传输特性的一门学科。
它是现代光电子学和光通信技术的重要理论基础，对于推动光电子技术的发展和应用具有重要意义。
波动光学与光谱学
波动光学与光谱学光谱学是研究光的各种性质和特征的科学学科，其中涉及的一个领域便是波动光学。
波动光学是一种研究光的传播和相互作用的分支学科，它通过对光波的动力学特性进行研究，揭示了光的行为和光与物质之间的相互作用现象。
波动光学的研究对于理解光的本质和应用于光学技术的发展至关重要。
一、波动光学的基础波动光学的研究基础来源于波动现象的相关原理。
1873年，英国科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了电磁波理论，即光是由电磁波组成的。
这一理论奠定了波动光学的基础，描述了电磁波在介质中的传播和相互作用的规律。
在波动光学中，光被视为一种电磁波，通过一系列数学公式和方程来描述光的传播和光场的变化。
波动光学的发展也借鉴了其他波动现象的研究成果，如声波、水波等，将部分波动理论和方法应用到光学中。
二、波动光学的主要研究内容波动光学的研究内容包括波动光学基本原理、衍射、干涉、瑞利理论、相干光与非相干光等。
其中，衍射和干涉是波动光学中最为重要的内容，它们解释了光的传播和相互作用现象。
衍射是指光波在遇到遮挡物或通过狭缝时发生的偏折现象。
衍射现象是波动光学的核心内容之一，它研究了光的传播和弯曲现象，解释了为什么我们可以看到明亮的光点背后会出现暗纹。
干涉是指两个或多个光波相遇时，相互作用和干涉产生的现象。
干涉现象也是波动光学的重要内容，它研究了光波之间的相位差和干涉条纹的形成原理，揭示了光波的传播和叠加规律。
瑞利理论是波动光学中的一项重要成果，它研究了光的散射和衍射现象。
瑞利理论描述了光在传播过程中的衍射限制和衍射模糊现象，对于解释光传播的一些特殊现象具有重要意义。
相干光与非相干光是波动光学中的概念，它们用来描述光波的相位差和波面的统计性质。
相干光是指光波具有确定相位关系的状态，而非相干光则是指光波的相位关系是随机的。
相干光和非相干光对于光的干涉、衍射和成像等现象有着重要影响。
三、波动光学的应用波动光学的研究成果在光学领域的应用非常广泛。
fang第十五章波动光学基础1 共25页
1 u2
2H t2
当电场振动沿 x轴正向传播时，有反映该振动的平面简谐波
EE0cos[(tux)]
用麦氏电磁场方程组可推出
HH0cos([tux)]
H0
E0
0u
0 0
E0
真空中：
University physics AP Fang
u1/ 002 .991 78m 0 9/sc
k0,1,2,3...
I I m i I 1 n I 2 2I 1 I 2
如果 I1I2I0
I 0
University physics AP Fang
多普勒频移。
(2) 应用:监测车辆行驶速度、测量血液流速、跟踪卫星等。
(3) vs u 时，多普勒效应失去意义，此时，形成冲击波。
马赫角 sin u
vs
S SS
Sv s
uT
v sT
s 为光源和接收器的相对速度
University physics AP Fang
超音速飞机突破音障的瞬间
介质中： u1/ 0r0r c/ rr c/nc
四、平面简谐电磁波的性质
折射率 (Refractive index)
(1) 电磁波是横波
E
振动量 E , H 与波速 u 构成相互
垂直的右手螺旋关系。
u
(2)的振动面上振动。——偏振
(3) 电场与磁场同相变化 y
分子或原子中电荷的振动
LHdl SD t dS H E H
E H
E H
Edl BdS
L
S t
电磁波 ＝ 交变电磁状态的传播
University physics AP Fang
波动光学基础
r k R
k 0 , 1 ,2 , 暗纹
rk2 mrk2mR
讨论 (1) 测透镜球面的半径R
已知 , 测 m、rk+m、rk，可得R
(2) 测波长 λ
已知R，测出m 、 rk+m、rk， 可得λ
样板 待测 透镜
条纹
(3) 检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度
(4) 若接触良好,中央为暗纹——半波损失
求 (1) d =1.0 mm 和 d =10 mm，两种情况相邻明条纹间距分别 为多大？(2) 若相邻条纹的最小分辨距离为 0.065 mm，能 分清干涉条纹的双缝间距 d 最大是多少？
解 (1) 明纹间距分别为
x D 6 0 5 .8 0 9 1 4 3 0 0 .3m 5m
d
1 .0
二. 洛埃镜
M
S1 •
S2 •
O
N
（洛埃镜实验结果与杨氏双缝干涉相似）
• 接触处, 屏上O 点出现暗条纹
半波损失
相当于入射波与反射波之间附加了一个半波长的波程差
n1n2 有半波损失 n1n2 无半波损失
• 透射波没有半波损失
入射波 n1
反射波
n2
透射波
例 双缝干涉实验中，用钠光灯作单色光源，其波长为589.3 nm， 屏与双缝的距离 D=600 mm
4 .8 1 1~ 0 4 5 .0 1 10 4 610
5 .0 1 1~ 0 4 5 .4 1 10 4 570
5 .4 1 1~ 0 4 6 .1 1 10 4 540
6 .1 1 1~ 0 4 6 .4 1 10 4 480
6 .4 1 1~ 0 4 6 .6 1 10 4 460
二、重点、难点： 1、光的干涉、衍射的概念及定量分析方法 2、光程的概念和光程差的计算 3、光的干涉、衍射的应用
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
波动光学基础
波动光学是光学中的一个重要分支，研究光传播过程中的波动现象。
本文将介绍波动光学的基础知识，包括光的干涉、衍射和偏振等方面。
一、光的干涉现象
干涉是指两个或多个波源发出的波相互叠加和相互作用的现象。
光
的干涉现象在日常生活和科学研究中都有广泛应用。
干涉分为构成干
涉的要素和干涉的种类两部分。
1. 构成干涉的要素
光的干涉所需的要素包括两个或多个波源和一个探测屏。
波源是产
生波的物体，可以是点光源、扩展光源或多个波源。
探测屏接收波传
播到达的位置和方向，用于观察干涉现象。
2. 干涉的种类
光的干涉可分为构成干涉图样的特定点处的干涉和整个波面上的连
续干涉。
根据光程差的大小，干涉可以分为相干干涉和非相干干涉。
干涉还可以分为近似干涉和严格干涉。
二、光的衍射现象
衍射是指波通过障碍物、缝隙或物体边缘时发生偏离直线传播方向
的现象。
光的衍射现象是波动光学的重要内容，其理论和实验都具有
重要意义。
1. 衍射的特点
光的衍射具有波动性特征，表现为波通过障碍物、缝隙或物体边缘
后的弯曲、弯曲程度与波长有关、衍射图案的产生等。
2. 衍射的条件
光的衍射需要满足一定的条件。
具体来说，波长要适合障碍物大小、波传播到达障碍物的位置要符合一定的角度条件等。
三、光的偏振现象
偏振是指光波中振动方向在特定平面上进行的现象。
偏振光在实际
应用中有广泛的用途，例如偏振片、太阳眼镜等。
1. 偏振的方式
光的偏振有线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种形式。
线偏振是指光波
中的振动方向在固定的平面上振动；圆偏振是指光波中的振动方向像
旋转矢量一样随时间旋转；椭圆偏振是指光波的振动方向沿椭圆轨迹
运动。
2. 获得偏振光的方法
获得偏振光主要有自然光通过偏振片、波片或通过偏振装置产生的
方法。
总结：
本文介绍了波动光学基础知识，包括光的干涉、衍射和偏振。
干涉
是指波的相互叠加和相互作用的现象，衍射是指波通过障碍物或物体
边缘后的弯曲现象，偏振是指光波中振动方向在特定平面上进行的现
象。
通过学习波动光学的基础知识，我们可以更好地理解光的本质和特性，为实际应用中的光学问题提供解决思路。