《干涉光双缝干涉》PPT课件

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1、波动光学一、光源1.光源的发光机理凡能发光的物体称为光源。按发光的激发方式光源可分为：热光源—由热能激发，如白炽灯、碳火、太阳等。冷光源—由化学能、电能或光能激发，如萤火、磷火、日光灯等。作为光学光源的是热光源。12.1光源光的相干性光通讯2.可见光的颜色和光谱光的颜色与频率、波长对照表光色波长范围(Å)频率范围(Hz)红7600～62203.9×1014～4.7×1014橙6220～59704.7×1014～5.0×1014黄5970～57705.0×1014～5.5×1014绿5770～49205.5×10

2、14～6.3×1014青4920～45006.3×1014～6.7×1014蓝4500～43506.7×1014～6.9×1014紫4350～39006.9×1014～7.7×1014折射率各异四、可见光的波长范围λ：400~760nm（4000~7600Å)紫：400~450nm蓝：450~500nm绿：500~580nm黄：580~600nm橙：600~620nm红：620~760nm1Å=m2）引起眼睛视觉效应和光化学效应的是光波场中的电场。ZXY定义：光矢量--光振动中的电矢量光振动--电矢量周期性的变

3、化。3、光强光振动指的是电场强度随时间周期性地变化光的强度(即平均能流密度)I∝E02平面谐波★发光的随机性★发光的间歇性A）普通光源--由自发（随机）幅射发出的光。E2E1E3L1L2光的相干性：相干光源热光源独立(不同原子发的光)独立(同一原子先后发的光)没有办法获得相关光了？特点：原子发光是随机的、间歇性的，两列光波的振动方向不可能一致，相位差不可能恒定A）普通光源光的相干性：相干光源冷光源：A）普通光源电致发光--电场激发；光致发光--由X射线、放射线、可见光激发；化学发光--由化学能激发（萤火虫）

4、热光源--由热能激发白炽灯的辐射光谱B）激光光源激光器Laser由受激幅射产生的光2.激光光源：受激辐射：=(E2-E1)/h频率、相位、振动方向完全一样（激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。）E11.处于较低能级的粒子在受到外界的激发,吸收了能量时，跃迁到与此能量相对应的较高能级。这种跃迁称为受激吸收。2.1917年爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为=（E2-E1）/h的光子(弱光)入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级

5、E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子（多次反射，变为强光），这个过程称为受激辐射。实际上，严格的单色光源是没有的，总有一定的波长范围。II0/2I0谱线宽度2.相干条件（类似与波动相干）（1）频率相同；（2）振动方向相同；（3）相位差恒定光的干涉现象满足相干条件的两列光在空间中形成的明显的振动加强和振动减弱的稳定图谱的现象3.相干光源—满足相干条件的光源光的干涉现象、条件激光束干涉实验1.分波阵面方法三、相干光的获得同一波阵面上的不同部分产生次级波相干利用光的反射

6、和折射，将同一光束分割成振幅较小的两束相干光PS*2.分振幅的方法3.激光（高度相干的光源）薄膜PS*将非相干光变为相干光的原则是：“同出一源，分之为二”★将光源上一个发光点的光分成两束，各经历不同的路径再会合迭加，可满足相干条件产生干涉（分波面法和分振幅法）。三）光波的叠加讨论同方向、同频率的光的叠加S1S2P设：P点的光强度：P点的合振幅PP点的光强度：S1S2P点的合振幅因原子每次发光时间只有10-8秒，每对光波列叠加的时间极短，而人眼的“响应时间”人只能观察到其光强度的平均值I。S1S2PP点的光强度：

7、人只能观察到其光强度的平均值I。1）非相干叠加不能保持恒定的光波的叠加非相干叠加时的光强度等于叠加的两光波的强度之和。2）相干叠加保持恒定的光波的叠加无条纹仅仅是亮度增加2）相干叠加保持恒定的光波的叠加r1r2S1S2S纵截面图r1r2S1S2S纵截面图2）相干叠加保持恒定的光波的叠加P讨论：若：r1r2S1S2SXI光场中一点r2-r1不同，有的地方光强增为原来的四倍（亮点），有的地方为零（暗点）--光的干涉不同，则可见：干涉相长干涉相消1、实验装置与条纹分布k=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2S*

8、**I明暗相间的等距离的条纹对称分布于中心O点两侧，中央是明条纹§１２.2杨氏双缝实验点光源实验装置一、杨氏双缝干涉实验波程差2、杨氏干涉条纹的位置干涉加强、明纹中心位置干涉减弱、暗纹中心位置Ddr2r1xK级相差K个波长中央明条纹S1S2dDXOPCXI-1级暗纹2级暗纹1级暗纹-2级暗纹1级明纹0级明纹-1级明纹2级明纹-2级明纹讨论：1）对应不同的k值，将有一对明或暗纹出现在中央