第十章波动光学-课件

随机性)
普通光源发光具有独立性、
2. 激光光源：受激辐射
E2 = (E2-E1)/h
E1
完全一样(频率,位相,振动 方向,传播方向)
随机性、间歇性
(1)一个分子(或原子)在一 段时间内发出一列光波,发 光时间持续约10－8~10－10s. (间歇性)
(2)同一分子在不同时刻所 发光的频率、振动方向不一 定相同。（随机性、独立性）
精品
第十章波动光学
波动光学
第十章 波动光学
波动光学的理论基础是电磁场理论。
光学是研究光的本性、光的 传播、光与物质相互作用以及 光在科学研究和技术中各种应 用的科学
光学可分为几何光学（h≈0, λ≈0）和物理光学两大类. 而物理光学又可分为波动光学 （ h≈0, λ ≠ 0）和量子光学 （h≠0, λ≠0） 波动光学：包括光的干涉、光的衍射、光的偏振
分子、原子 能级跃迁辐射
E2
光时间持续约10－8~10－10s. (间歇性)
(2)同一分子在不同时刻所
= (E2-E1)/h
发光的频率、振动方向不一
E1 波列
定相同。（随机性、独立性）
波列长L = c
(3)各分子在同一时刻所发 光的频率、振动方向、相
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相干光
位也不一定相同.(独立性、 1. 普通光源：自发辐射
2
教学基本要求
◆教学基本要求
1.理解获得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差 和相位差的关系。能分析、确定杨氏双缝干涉条文及 薄膜等厚干涉条纹的位置，了解麦克尔孙干涉仪的工 作原理。 2.了解惠更斯—非涅耳原理。理解分析单缝夫琅禾费 衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射 条纹分布的影响。 3.理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。 会分析光栅常量及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
(2 cn)(r2r1)2 (n2rn1)r
设在同种介质中,两相干 光在P点的分振动分别为:
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光程 干涉明暗纹条件
Ey1A1cos(tr1 v)
3.普通独立光源产生干涉现 象的方法 使一光源上同一点发出的光,
t'
d v
d (c n)
nd c
沿两条不同的路径传播,然后 再使它们相遇.
(c n) v n
(1)分波面法 (2)分振幅法
p*S
·p
a· λn
n
b·
S*
d
媒质
薄膜
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光程 干涉明暗纹条件
§2光程 干涉明暗纹条件 这说明:光在媒质中通过距
一. 光程、光程差
离d需要的时间,等于光在
真空中通过距离d需要时 真空中通过距离nd需要的
间:
t=d/c
媒质中通过距离d需要时间:
时间.为了便于比较,把媒质 中传播的距离d折合到真空 中为nd
t'
d v
d (c n)
ห้องสมุดไป่ตู้
nd c
(c n) v n
定义光程 : L = nd
光程 L = ( ni di ) 光程差 ： = L2 - L1
子,同一时刻)才满足相干条件.
两列光波相遇时,出现稳定 3.普通独立光源产生干涉现
的明暗相间花样称为光的 象的方法
干涉现象. 2. 相干光
使一光源上同一点发出的光, 沿两条不同的路径传播,然后
能产生干涉现象的光叫相 再使它们相遇.
干光,它满足: (1)频率相同;
(2)振动方向相同;
(1)分波面法 (2)分振幅法
p*S
·p
(3)相位差恒定.
S*
一般两独立普通光源发出
的光不是相干光(激光除外),
薄膜
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光程 干涉明暗纹条件
§2光程 干涉明暗纹条件 只有同一光源,同一发光区域,
一. 光程、光程差
同一时刻发出的光(即同一原
真空中通过距离d需要时 子,同一时刻)才满足相干条件.
间:
t=d/c
媒质中通过距离d需要时间:
激光光源能发出频率,相位,
振动方向,传播方向相同的 (3)各分子在同一时刻所发
光
光的频率、振动方向、相
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相干光
位也不一定相同.(独立性、 二. 光的单色性
随机性)
•单色光
具有单一频率的光称为单
2. 激光光源：受激辐射 色光.各种频率复合的光称
E2
为复色光 普通光源所发光为复色光,
= (E2-E1)/h
三、光的相干性
•单色光
1.干涉现象
具有单一频率的光称为单
两列光波相遇时,出现稳定 色光.各种频率复合的光称
的明暗相间花样称为光的 为复色光
干涉现象.
普通光源所发光为复色光,
2. 相干光
单色光源发光为单色光.激
能产生干涉现象的光叫相 光为最好的单色光源.
干光,它满足:
•色散现象
(1)频率相同;
把复色光中各种不同频率的
E1
单色光源发光为单色光.激 光为最好的单色光源.
完全一样(频率,位相,振动 •色散现象
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
激光光源能发出频率,相位, 色散.
振动方向,传播方向相同的 •产生单色光的方法
光
(1)利用色散; (2)利用滤波片;
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相干光
(3)利用单色光源; (4).激光 二. 光的单色性
(2)振动方向相同;
光分开,形成光谱称为光的
(3)相位差恒定. 一般两独立普通光源发出
色散. •产生单色光的方法
的光不是相干光(激光除外), (1)利用色散;(2)利用滤波片;
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相干光
(3)利用单色光源; (4).激光 只有同一光源,同一发光区域,
三、光的相干性
同一时刻发出的光(即同一原
1.干涉现象
二.相位差和光程差的关系
a· λn
d
n
b·
媒质
设在同种介质中,两相干 光在P点的分振动分别为:
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光程 干涉明暗纹条件
Ey1A1cos(tr1 v) 这说明:光在媒质中通过距
Ey2A2cos(tr2 v) p
离d需要的时间,等于光在 真空中通过距离nd需要的
1 r1
则合振动为 · r2 ·
· 时间.为了便于比较,把媒质
中传播的距离d折合到真空 中为nd
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定义光程 : L = nd
E E y 1 E y 2 A cot s)( 光程 L = ( ni di )
AA 1 2A 2 22A 1A 2co s 光程差 ： = L2 - L1
( t r 2 v ) ( t r 1 v )二.相位差和光程差的关系
4.理解自然光和线偏振光。理解布儒斯特定律及马吕斯 定律。了解双折射现象。了解线偏振光的获得方法和检 验方法。
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相干光
§1 相干光
1. 普通光源：自发辐射
一. 光源
普通光源发光具有独立性、
光是电磁波,产生感光和生 随机性、间歇性
理作用的是电场强度.
(1)一个分子(或原子)在一
光源的最基本发光单元是 段时间内发出一列光波,发