第9章_波动光学xtjd分析

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Microsoft PowerPoint - 第九章波动光学-§9.4分振幅法获得相干光

第九章波动光学§9.4 分振幅法获得相干光《大学物理》校级精品课程教学团队2干涉现象的研究思路：1. 找出两束相干光；2. 列出光程差δ的具体表达式；3. 根据干涉条件确定明、暗纹的位置；4. 分析条纹的分布特征。

一、薄膜干涉分振幅干涉：在波阵面的同一点上分出的两束光，这两束光再相遇时形成干涉。

CB AC ==反射光束2和光束3的光程差：\222e n d \=-薄膜上下表面反射光的光程差：薄膜上下表面反射光的光程差：2. 当n1、n2一定时，光程差1）确定所研究的薄膜2）画图，标出已知条件及所求薄膜上、下表面的反射光3）写出薄膜上、下表面反射光的2l +=为所研究薄膜n 3(或n 1 n 3(或n 1 ★半波损失的确定8例题9.4.1：如图所示，为使透镜（n 3=1.50）透射的黄绿光（λ= 550nm ）加强，求最少要镀上多厚的增透膜MgF 2（n 2=1.38）。

MgF 2玻璃n 2= 1.38n 3=1.50n 1 = 1三个光束实际上是重合的，为了讨论方便，把它们画开了。

解：入射角i≈0 ，设增透膜厚为消减弱，则光程差为（注意λ,无半波损失）作业9-9：在一块玻璃基片上交替镀上不同材料的多层介质膜，组成一个反射式滤波片，使它能对波长为99%以上。

已知高折射率介质为( 12 4 ke=使膜最薄，则k=1二、等厚干涉等厚干涉的特点是光线垂直膜表面入射，由于膜厚度不均匀，干涉条纹形成在膜表面。

获得等厚干涉的典型装置l 明纹和暗纹出现的条件为：=+=2ne l dl 相邻明纹（或暗纹）所对应的薄膜厚度之差：D e =e k+1-e k = l /2n2. 牛顿环牛顿环装置是在一块光学平面玻璃片上放一曲率半径l应用：求平凸透镜的半径R：由几何关系可知（R–e)2+r2三、迈克耳孙干涉仪1.迈克耳孙干涉仪构造反射镜M22半透半反膜2.迈克耳孙干涉仪工作原理光束2和1发生干涉。

等倾条纹M2不严格垂直，不严格平行，劈尖干涉Þ等厚条纹（明暗相间条纹）各种干涉条纹及M 2M 1¢M 2M 1¢M 2M 1¢M 1¢M 2M 1¢M 2M 2M 1¢M 2M 1¢M 2M 1¢M 1¢M 2M 1¢M 2(a)(a)(b)(b)(c)(c)(d)(d)(e)(e)(f)(f)(g)(g)(h)(h)(i)(i)(j)(j)2d n lD =D ×由等厚干涉原理，任意两相邻明纹（或暗纹）所对应的M ¢、M 间空气层厚度差为：3.迈克耳逊干涉仪的应用例题9.4.4：迈克尔逊干涉仪实验中，当条纹移2d n l D =D ×讨论：放入厚度为'M-=n e N l2(1)干涉条纹移动数目224. 相干长度（时间相干性）由于a、b不是相干光，24作业：P246:9-3 ,P247:9-9。

波动光学光的偏振课件

详细描述
双折射是指光线在某些特定物质中传播时，由于电磁波的振动方向不同而产生不同的折射现象。实验中，学生可以使用不同的晶体材料，如方解石、石英等，观察到光的双折射现象，并了解双折射的原理。
光的偏振态实验
总结词
通过测量偏振光的光强分布，理解偏振光的性质。
详细描述
实验中，学生可以使用偏振片和检偏器来测量偏振光的光强分布。通过旋转检偏器，学生可以观察到光强的变化，从而理解偏振光的不同状态和性质。
研究光的偏振状态和偏振光学元件的应用，用于改善光学系统的成像质量、提高光学信号的传输效率等。
衍射光学
利用光的衍射现象来设计光学元件和系统，实现光束的聚焦、分束、成像等功能，是现代光学和光电子技术的重要基础。
波动光学的发展
波动光学的发展与光学技术和应用密切相关，随着光学材料、光学仪器和光电子技术的不断进步，波动光学的研究和应用领域也在不断拓展。
除了实验测量外，还可以使用计算机模拟和数学模型来预测和解释光的偏振行为。这些方法可以帮助我们更好地理解光的波动性质和光学现象。
04
偏振光干涉
干涉现象
01
02
03
干涉现象
当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，光波的振幅会发生变化，产生明暗相间的干涉条纹。
干涉条件
相干光波、有相同的频率、有恒定的相位差。
偏振光可以反映物质的电磁性质和光学性质，有助于深入理解光与物质相互作用的机制。
提高光学仪器性能
利用偏振光可以优化光学仪器的性能，提高成像质量和使用效果。
推动科技发展
偏振光在光学通信、生物医学、物理实验等领域具有广泛的应用前景，对推动相关领域的发展具有重要意义。

波动光学

p O
§2.单缝衍射单缝衍射一.实验装置二.衍射条纹衍射条纹明纹等间距
I
2.平行光会聚在的焦平平行光会聚在L的焦平平行光会聚在面上.平行于主光轴的光面上平行于主光轴的光会聚在O点平行于副光轴会聚在点,平行于副光轴的光会聚于P点的光会聚于点. 3.各子波在点光程相各子波在O点光程相各子波在点为亮条纹(中同,故O点为亮条纹中故点为亮条纹央明纹). 央明纹
a sinθ = 0
(3)暗纹条件暗纹条件: 暗纹条件 a sinθ = ±kλ，k = 1,2,3… 明纹中心条件: 明纹中心条件 λ a sinθ = ±(2k′ +1) ， 2 k′ =1 2,3… , 中央明纹中心: 中央明纹中心
a sinθ = 0
注:上述暗纹和中央明纹中心)位置是准确的， (中心)位置是准确的，其余明纹中心的位置较上稍有偏离. 上稍有偏离. (4)中央明纹的角宽度两中央明纹的角宽度(两中央明纹的角宽度旁第一暗纹对应的角度) 旁第一暗纹对应的角度
1 2 1′ ′ 2′ ′
半波带半波带
θ
a B 半波带半波带 A
1 2 1′ ′ 2′ ′
把光程差δ分为的半波长把光程差分为的半波长 λ/2倍数进行分析倍数进行分析. 倍数进行分析 a a sinθ = λ 时，可将缝分两个“半波带” 为两个“半波带”
λ/2
两个“ 半波带” 两个 “ 半波带 ” 上发的光在 P处干涉相消形成暗 3 . 当 a sinθ = 2 λ 可将缝分成三个“ 时，可将缝分成三个 “ 半波带” 半波带”
缝较大时，缝较大时，光是直线传播的
惠更斯——菲涅耳原理二. 惠更斯菲涅耳原理表述: 表述 : 波传到的任何一点都可看作发射子波的波源, 都可看作发射子波的波源, 从同一波阵面上各点发射的子波在空间某点相遇而的子波在空间某点相遇而相干叠加, 相干叠加,决定该点波的光强 . n

医学物理学-波动光学课件

03
光子能量
与光子频率成正比，与介质折射率有关。
光子作用截面
表示光子与原子或分子相互作用面积的物理量。
光子作用力
光子与原子或分子相互作用时产生的力，可导致原子或分子发生位移或转动。
07
医学影像技术概述
X线影像技术
X线影像技术概述
X线是一种穿透性强的电磁波，能够被记录并形成人体内部结构的影像。
椭圆偏振
电场矢量在传播过程中不断改变其振幅大小和相位，并且旋转方向也在不断改变。
偏振光在介质中的传播特性
反射和折射
当偏振光遇到介质表面时，部分光会被反射，部分光会进入介质中并继续传播。反射光和折射光的偏振状态与入射光的偏振状态相同。
双折射
当光线穿过某些晶体或生物组织时，会分解为两种偏振方向相互垂直的偏振光，即寻常光和非寻常光。这种现象被称为双折射。
05
光的散射
散射现象
散射现象
光在传播过程中，遇到不均匀、微小的介质（如大气中的尘埃、悬浮颗粒等）时，会发生
改变传播方向的现象。
散射的微观机制
光与介质中的粒子发生碰撞，导致光的传播方向发生改变。
散射的分类
根据散射机制的不同，散射可分为瑞利散射和米氏散射。
散射的定量描述
01
02
03
散射系数
描述介质散射能力的物理量。
瑞利判据
在一定条件下，瑞利散射的散射系数与波长四次方成反比。
米氏判据
在一定条件下，米氏散射的散射系数与波长和粒子半径之比有关。
散射在医学影像中的应用
01
X射线散射成像
利用X射线在介质中发生散射的原理，可实现对人体内部结构的成像

大学物理-波动光学-波动光学(ppt模板)

2ne

k
3
空气
1
2
n 1=1
k 0, 0 1.70 106 m k 1, 1 5.67 107 m k 2, 2 3.40 10 m
7
肥皂膜
空气
e
n=1.33 n 1=1
绿色
5 4
由反射光减弱的条件得: 2ne ( 2k 1 ) 2 2 k 0 ,1 ,2 ,
获得相干光的途径（方法）
分波阵面法
从同一波阵面上的不同部分产生的次级波满足相干条件。
分振幅法利用光的反射和折射将同一光束分割成振幅 (能量)较小的两束相干光。
分波阵面法分振幅法
P
S*
S *
P · 薄膜
3、光程与光程差
c u (1).光在折射率为n 的介质中的传播速度： n (2).光在折射率为n 的介质中的波长： n n
波动方程
x y A cos[ ( t ) ] ut x Acos[ 2 ( ) ] T
两列频率相同，振动方向平行，相位相同或相位差恒定的波（相干波）相遇时，使某些区域振动始终加强，而另一些区域振动始终减弱的现象 3 、干涉的讨论设两列相干波的波源 s1 和 s2 其振动方程 r1
5 4
四、常见的两种等厚薄膜干涉 1．劈尖干涉（1）装置：图示G1下表面和G2上表面形成劈尖中间为空气（n=1）— 空气劈尖 G1 （2）干涉条纹 n G2 光线垂直入射，反射光 (1)(2)的干涉，光程差 2nd S（1） 2 （为什么）（2）（明） k n 2nd （暗）
（光在介质界面反射时相位突变引起）
2

[课件]第九章波动光学-光的偏振PPT

用偏振片从自然光中获得偏振光的过程称起偏；用偏振片来检查一束光是否为偏振光称检偏。
起偏检偏
2018/12/7
4
第 9章
马吕斯定律
波动光学
当线偏振光入射理想的偏振片时，出射光与入射光的关系式-----马吕斯定律
2 I I cos 出入
如果是自然光入射理想的偏振片，则
I 出1 I0 2
第 9章
波动光学
第九章波动光学光的偏振
第 9章
9-5 光的偏振
波动光学
y
x
2018/12/7
2
第 9章
9-5-1 自然光与偏振光
波动光学
按照光的偏振状态不同，可分为五大类：自然光线偏振光部分偏振光圆偏振光
椭圆偏振光
2018/12/7
3
第 9章
9-5-2 起偏与检偏马吕斯定律
波动光学
3 I I cos 30 I 2 1 0 8
2
3 I I cos ( 90 30 ) I 3 2 0 32
2
2018/12/7
16
第 9章
9-35
波动光学
n n 1 2 2 tan i , i tan 59 . 8 0 0 n n 1 1
r 90 i 30 . 2 0
2018/12/7
6
第 9章
布儒斯特定律
波动光学
n2 当入射角满足 tan i0 n 1 反射光为线偏振光，角 i0称为布儒斯特角
n i0 n 1 sin 2 sin i0 90, n i0 n i0 1 sin 2 cos
0
n tan i0 2 n 1

大学物理D-09波动光学

大学物理
极值条件相长干涉（明）
2k ,
cos 1
(k = 0,1,2,3…)
I I max I1 I 2 2 I1I 2
相消干涉（暗） (2k 1) , cos 1 (k = 0,1,2,3…)
I I min I1 I 2 2 I1I 2 k k 0,1,2,3 即 r2 r1 k 0,1,2,3 2k 1 2

2 E 2E 1 2E 0 0 2 2 2 2 x t u t
2 H 2 E 1 2 H 0 0 2 2 2 2 x t u t
大学物理
2.实验证实：赫兹（1887 年完成）
火花
感应圈
用电磁波重复了所有光学反射、折射、衍射、干涉、偏振实验。理工v11-赫兹实验4m
E
E
B
c
c
大学物理
极轴
E
传播方向
H r p0
r E (r , t ) cos (t ) u 1 4π r u p0 2 sin r H (r , t ) cos (t ) 4π r u
p0 sin
2

大学物理
E
o H
两种理论无法解释对方的现象→无法统一 20世纪，德布罗意提出物质波概念才得以统一光和物质一样都具有波粒二象性 20世纪50年代以来，光学开始了一个新的发展时期激光、纤维光学（光纤）、红外技术光学分类几何光学——光的直线传播规律
大学物理
物理光学波动光学 ——干涉、衍射、偏振量子光学 ——光和物质的相互作用现代光学 1960年第一台红宝石激光器非线性光学、激光光谱、信息光学、全息、光纤通讯、集成光学、统计光学等

第9章_波动光学xtjd分解

d Δx 5.52 107 m 552 nm D
d
（2）当光线垂直照射时，明纹中心位置
x
D k k 0, 1, 2, d D x3 x 3(2 1 ) 1.50 10 3 m 1.50mm 3 d
2018/8/5
第九章习题解答
9-2. 在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率分别为1.5和1.7的二块透明薄膜覆盖双缝（膜厚相同），则观察到第7级明纹移到了屏幕的中心位置，即原来零级明纹的位置。已知入射光的波长为 500nm，求透明薄膜的厚度。解： ( r2 e n2 e ) ( r1 e n1e )
2018/8/5
第九章层折射率为1.38的增透膜，使太阳光的中心波长550nm的透射光增强。已知镜头玻璃的折射率为 1.52，问膜的厚度最薄是多少？
解：入射光在增透膜上、下表面反射时均有半波损失，两反射光线的光程差
2 第7条暗纹对应的 k 6 ，解得
2ne ( 2k 1)

k 0, 1, 2,
13 e ( 2k 1) 1.22 10 6 m 4n 4 1.46

2018/8/5
第九章习题解答
9-6. 波长为624nm的光波垂直入射到一个张在竖直环上的肥皂膜（n=1.33）上，求使反射光干涉加强的薄膜的最薄处的厚度。解：光在空气与肥皂膜界面上反射时有半波损失，在肥皂膜与空气界面上反射时无半波损失，因此两反射光线的光程差
Δl sin ek 1 ek
解得

2n
2nΔl sin 2nΔl 600 nm
2018/8/5
第九章习题解答
9-5. 在半导体元件生产中，为测定硅（Si）片上二氧化硅（SiO2 ）薄膜的厚度，将该膜削成劈尖形。已知SiO2折射率为1.46，Si的折射率为3.42。用波长=546.1nm的绿光照明，观察到SiO2劈尖薄膜上出现7条暗纹，且第7条在斜坡的起点P，问SiO2薄膜厚度是多少？解：光线在SiO2劈尖薄膜上、下表面反射时均存在半波损失，因此两反射光线光程差 2ne ，其暗纹条件为

大学物理物理学课件波动光学

为定域干涉。
应用：
•测定薄膜的厚度； •测定光的波长；
例8－3．如图所示，在折射率为1.50的平板玻璃表面有一层厚度为300nm，折射率为1.22的均匀透明油膜，用白光垂直射向油膜，问：
1)哪些波长的可见光在反射光中产生相长干涉? 2)若要使反射光中λ=550nm的光产生相消干涉，油膜的最小厚度为多少?
黑体辐射、光电效应、康普顿效应
四、光学的分类
• 几何光学
以光的直线传播和反射、折射定律为基础，研究光学仪器成象规律。
• 物理光学
以光的波动性和粒子性为基础，研究光现象基本规律。
• 波动光学——光的波动性：研究光的传输规律及其应用的学科
• 量子光学——光的粒子性：研究光与物质相互作用规律及其应用的学科
*②若把整个实验装置置于折射率为n的介质中，
明条纹： =条纹： =n(r2-r1)=±(2k+1)λ/2 k=0,1,2,3,…
或明条纹：r2-r1=2ax/D=±kλ/n=±kλ’ k=0,1,2,…
暗条纹：r2-r1=2ax/D=±(2k+1)λ/2n
本章学习内容：
波动光学：光的干涉、衍射、偏振
光的干涉和衍射现象表明了光的波动性，而光的偏振现象则显示了光是横波。光波作为一种电磁波也包含两种矢量的振动，即电矢量 E和磁矢量H，引起感光作用和生理作用的是其中的电矢量E，所以通常把E矢量称为光矢量，把E振动称为光振动。
§8－1 光波及其相干条件
6、讨论
Δx=Dλ/2a
*（1）波长及装置结构变化时干涉条纹的移动和变化
①光源S位置改变： •S下移时，零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移； •S上移时，干涉条纹整体向下平移，条纹间距不变。

大学物理波动光学教学课件

偏振的应用与技术
01
光学成像技术
利用偏振现象可以改良光学成像的质量，如通过使用偏振眼镜来消除反
射光的影响，提高观看3D电影的视觉效果等。
02
光纤通讯技术
在光纤通讯中，利用偏振复用技术可以提高传输速率和传输效率，同时
也可以实现更远距离的传输。
03
光学信息处理技术
利用偏振现象可以实现光学信息处理，如光学图像处理、光学模式辨认
实验三：光的偏振实验
实验目的
通过实验视察和分析光的偏振现象，了解光的电磁性质。
实验原理
利用偏振片将自然光转化为偏振光，视察不同角度下偏振光的强度变化。
实验三：光的偏振实验
实验步骤
1. 准备实验器材：自然光源、偏振片、检测器等。 2. 将自然光源通过偏振片转化为偏振光。
实验三：光的偏振实验
3. 在检测器上视察不同角度下偏振光的强度变化。
随着计算机技术和数值计算方法的不断进步，未来波动光学的研究将会更加深入，有望解决一些当前难以解决的问题。
未来波动光学将会与量子力学、光子学等领域更加紧密地结合，有望开辟新的研究领域和应用场景。
谢谢您的凝听
THANKS
VS
实验结果与分析：通过实验视察到不同角度下偏振光的强度产生变化，分析得出这是由于光的电磁性质导致的。
06
总结与展望
总结
波动光学的基本概念
这部分内容主要介绍了波动光学的定义、研究内容和研究意义。
波动光学的基本原理和方法
重点讲授了波动光学的基本原理、光的干涉、衍射和偏振等基本概念，以
及波动光学的基本实验方法。
实验二：光的衍射实验
实验步骤
1. 准备实验器材：单色光源、单缝或圆孔衍射装置、屏幕等。

第九章波动光学

2
研究光与
波动光学和量子光学，统称为物理光学。
波动光学时期
• 1801年，托马斯· 杨做出了光的双缝干涉实验 • 1808年，马吕发现了光在两种介质界面上反射时的偏振性。
托马斯· 杨
惠更斯
牛顿
• 1815年，菲涅耳提出了惠更斯——菲涅耳原理 • 1845年，法拉弟发现了光的振动面在强磁场中的旋转，揭示了光现象和电磁现象的内在联系。 1865年，麦克斯韦提出，光波就是一种电磁波通过以上研究，人们确信光是一种波动。 3
S2
L 光屏
暗
明暗
S
S1和S2（在同一波振面上，同相） 1.实验装置：
2.实验现象：
S1 S2
明暗
明暗
13
暗明
S1
暗
S
单色光：
明
S2
暗明暗
复色光：
白光入射时，中央亮纹是白色的，其他各级明条纹为从紫色到红色错开排列，关于中点对称的彩色条纹。
14
x r2 r1 d sin d 3.干涉条件： L （1）光程差： 2 r r 2 2 1 2 1 （2）位相差： k 0,1,2, （3）干涉条件： k k 0,1,2, (2k 1) P 2
a
P
f
中央亮纹宽度（即：两第一暗纹间的距离）
可得：
x0 2 f tan 0 2 f

a
中央明纹角、线宽度是其他各级明纹宽度的2倍。
37
②暗、明条纹：半波带法分析
•暗纹 θ≠0°时, 以k=1为例
B 半波带 a 半波带
A
Δ a sin k , k 1, 2,

波动光学分析方法

2.3 波动光学分析方法波动方程解的讨论□纤芯中（）应该是振荡场，场的能量可以沿z 轴方向传输；包层（）中应该是衰减场，理想情况下应该没有场存在，即场能量只存在于纤芯中。

□由于波动方程中的各系数都是待定的，因此波动方程的求解可能得到许多组解，也即对应着可能会在光纤中存在多种形式的传输场。

0r a r a模式存在条件对每一个传播模来说，应该仅能存在纤芯中，而在包层中衰减无穷大，即不能在包层中存在，场的全部能量都沿光纤轴线方向传输。

如果某一个模式在包层中没有衰减，称该模式被截止（cut-off）。

不同的模式具有不同的模截止条件，满足该条件时能以传播模形式在纤芯中传输，否则该模式被截止；HE11模不存在模截止条件，即截止频率为0。

也就是说，当其它模为基模。

所有模式均截止时该模式仍能传输，称HE11从基模及其他模式（称为高阶模）的截止条件和波长等，即可推导出对应的边界条件（包括纤芯和包层的几何尺寸、折射率等参数）。

截止波长和工作波长的关系判断一根光纤是不是单模传输，只要比较一下它的工作波长λ与截止波长λc 的大小就可以了。

如果λ>λc ，则为单模光纤，该光纤只能传输基模；如果λ<λc ，就不是单模光纤，光纤中除了基模外，还能传输其它高阶模。

模场直径单模光纤中的基模（HE11模）场强在光纤的横截面内有一特定的分布，该分布与光纤的结构有关。

光功率被约束在光纤横截面的一定范围内。

也就是说，单模光纤传输的光能不是完全集中在纤芯内，而是有相当部分在包层中传播。

故此，一般不用纤芯直径来作为衡量单模光纤中功率分布的参数，而用模场直径作为描述单模光纤传输光能集中程度的参数。

波动光学_精品文档

波动光学第一节光的干涉一、光波的相干叠加1、光波叠加原理：每一点的光矢量等于各列波单独传播时在该点的光矢量的矢量和。

2、光波与机械波相干性比较：（1)相同点：相干条件、光强分布。

（2)不同点：发光机制不同。

3、从普通光获得相干光的方法：(1)分波阵面法：将同一波面上不同部分作为相干光源。

(2)分振幅法：将透明薄膜两个面的反射（透射）光作为相干光源。

4、光程与光程差：（1）光程：即等效真空程：Δ=几何路程×介质折射率。

（2）光程差：即等效真空程之差。

5、光程差引起的相位差：Δφ=φ2-φ1+λ∆∏2，Δ为光程差，λ为真空中波长。

（1）Δφ=2k ∏时，为明纹。

（2）Δφ=（2k+1)∏时，为暗纹。

6、常见情况：（1）真空中加入厚d 的介质，增加（n-1)d 光程。

（2）光由光疏介质射到光密介质界面上反射时附加λ/2光程。

（3）薄透镜不引起附加光程。

二、分波面两束光的干涉1、杨氏双缝实验：（1）Δ=±k λ时，（k=0,1,2,3……）为明纹。

Δ=±（2k-1)2λ时，（k=1,2,3……）为暗纹。

（2）x=λdD k ±时，为明纹。

x=2)12(λd D k -±时，为暗纹。

(k=0,1,2,……) （3）条纹形态：平行于缝的等亮度、等间距、明暗相间条纹。

（4）条纹亮度：Imax=4I1,Imin=0.（5）条纹宽度：λdD x =∆. 2、其他分波阵面干涉：菲涅耳双棱镜、菲涅耳双面镜。

三、分振幅干涉1、薄膜干涉：2sin 222122λ+-=i n n e Δ反（2λ项：涉及反射，考虑有无半波损失）透Δi n n e 22122sin 2-=（无2λ项）讨论：（1）反Δ/透Δ=k λ时，(k=1,2,3……）为明纹，（2k+1)2λ时，（k=0,1,2……）为暗纹。

（2）等倾干涉：e 一定，Δ随入射角i 变化。

（3）等厚干涉：i 一定，Δ随薄膜厚度e 变化。

物理学中的波动光学原理及应用分析

物理学中的波动光学原理及应用分析波动光学，简单说就是以波动现象和反射等规律为基础，解释光在传播和干涉等方面的规律和现象。

从某种意义上来说，波动光学可以被视为光学科学的精髓所在，因为它帮助我们更好地理解了光学现象，并推动着新技术的发展。

本文将从波动光学的基础理论开始介绍，深入分析波动光学的应用，并探讨一些光学领域的未来趋势。

波动光学基础理论在波动光学中，光被视为一种电磁波，而波长代表了光的颜色。

根据光的波长，可以将其分为紫外线、可见光、红外线等不同的区间。

而光线和光束则是描述光传播方向和能量传递方向的重要概念。

当光传播到介质表面时，其方向会改变，并且部分光线会被反射。

对于一个平面镜，其反射规律可以简单地用“入射角等于反射角”的公式来描述。

而当光线从一个介质到另一个介质时，会发生折射现象，此时折射角可以根据斯涅尔定律来计算，即“入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于两介质的折射率之比”。

波动光学中还有一个非常重要的现象，就是光的干涉。

干涉是指两个或多个光波在相遇时，它们会相互叠加或抵消，产生出新的光强度的规律和现象。

在干涉的实验中，常用的工具包括双缝实验和薄膜干涉实验等。

其中，双缝实验可以通过两个平行的缝隙来产生干涉，而薄膜干涉实验则利用了薄膜在反射和透射时会产生干涉的规律。

波动光学的应用波动光学的应用非常广泛，从医疗、工业到文化娱乐等领域均有涉及。

以下是一些具有代表性的波动光学应用。

1.医学成像在现代医学成像中，光学元件被广泛应用于制作微观图像，从而帮助医生进行准确的诊断。

其中，扫描探测器可以通过过滤和反射光进行主要成像。

2.激光技术激光技术是波动光学的一种重要应用。

它可以在无线电波、雷达和光学通信中使用，并且在制造和电子工业中也有很多应用。

激光技术可以制备非常精细的器件，并且无损地对材料或产品进行加工和检测。

3.光学通信光学通信是现代通信领域的一个重要分支，它利用光波在光缆中传输信息。

在光通信中，波分复用技术被广泛应用，可以为单一光纤提供多个信道。

第9章_波动光学xtjd-1分解

2ne ( 2k 1) emin

2
k 0, 1, 2,
当 k 0 时膜层最薄，解得

4n
9.96 10 8 m 99.6 nm
2018/8/5
第九章习题解答
9-17. 迈克耳孙干涉仪可用来测定单色光的波长。当将一个反射镜平移距离e=0.3220mm时，测得干涉条纹移过1024条，试求该单色光的波长。
31条明纹对应的薄膜厚度差 Δe e k 30 ek 30 15 2n
d Δe tan sin L Δl LΔe 15L d 5.746 10 2 m m Δl Δl
2018/8/5
第九章习题解答
9-11. 如图所示，在折射率为1.50的平晶玻璃上刻有截面为等腰三角形的浅槽，内装肥皂液，折射率为1.33。当用波长为600nm 的黄光垂直照射时，从反射光中观察到液面上共有15条暗纹。（1）试定性描述条纹的形状；（2）求液体最深处的厚度。
a sin k ， k 1, 2, 3,
按题意，k=1时有
a sin 30
解得单缝缝宽
a

sin30
2 1000n m
2018/8/5
第九章习题解答
9-20. 用波长=589.3nm的钠黄光作单缝夫琅禾费衍射实验的光源。使用焦距为100cm的透镜，测得第一级暗纹离中心的距离为 1.0mm。求单缝的宽度。解：第一级暗纹离中心的距离
2018/8/5
第九章习题解答
9-14. 在照相机镜头表面镀一层折射率为1.38的增透膜，使太阳光的中心波长550nm的透射光增强。已知镜头玻璃的折射率为 1.52，问膜的厚度最薄是多少？