第十一章光的干涉和偏振ppt课件.ppt

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1、第十一章光的干涉、衍射和偏振返回封面本章小结基本要求11.2.1光的干涉11.2.2光的衍射11.2.3光的偏振11.3.1干涉在工程技术中的应用11.1预备知识11.3.2衍射在工程技术中的应用11.3.3偏振光在工程技术中的应用11.2基础知识11.3应用知识光学是一门古老而又不断发展的学科。最初人们从物体成像规律的研究中，总结出光的直线传播规律，并以此建立了几何光学。到17世纪，人们就光的本性曾提出两种观点，一种观点认为光是从光源飞出来的微粒流；另一种观点认为光是一种机械波，这两种观点各自都能解释一些现象，也各自有难以说明的问

2、题。直到19世纪后期电磁理论获得了很大发展，人们才从干涉、衍射和偏振现象及其规律中，认识到光是一种电磁波。光沿直线传播只是波动效应的一种近似，由此建立了光的电磁理论，并获得了广泛的应用。当涉及光与物质的相互作用问题时，人们又发现了一些无法用光的波动理论进行解释的一些新现象，只有从光的量子性出发才能说明，即假定光是具有一定质量、能量和动量的粒子所组成的粒子流，这种粒子称为光子。由此，人们得出了关于光的本质的正确理论：光具有波-粒二象性。第十一章-光的干涉、衍射和偏振（1）几何光学：我们把以光的直线传播、反射、折射以及成像等规律为基础的

3、光学部分称为几何光学。本章从光的波动性出发，研究光的传播过程的基本特征，包括光的干涉、衍射和偏振等方面的规律与应用。而有关量子光学的内容将在后面的章节中介绍。波动光学：把研究光的干涉、衍射和偏振等规律的部分称为波动光学。量子光学：以光和物质相互作用时显示的粒子性为基础来研究的光学，称为量子光学。波动光学与量子光学又统称为物理光学。第十一章-光的干涉、衍射和偏振（2）基本要求（1）了解相干光的条件及获得相干光的方法；（2）理解光程、光程差及半波损失等概念，掌握双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环、迈耳孙干涉仪的有关原理和公式；（3）理

4、解惠更斯-菲涅耳原理，掌握夫琅禾费衍射、光栅衍射的基本原理和应用；（4）掌握偏振的有关概念及马吕斯定律，理解布儒斯特定律；（5）了解圆孔衍射。重点：①杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环的有关原理和应用；②夫琅禾费衍射、光栅衍射的基本原理和应用；难点：①干涉条纹的规律及位置的计算。②光栅衍射的成因及特点。基本要求（1）建议教学学时：8学时作业:p45610.11.1213.14.16.1718.19.219.23.2411.1预备知识1、折射率：光从真空射入某种媒质发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦的比值叫做这种媒质的折射率

5、，用n表示。即：注：①折射率与光速的关系为；②折射率与入射角、折射角的关系：，如上图所示；③折射率相对较大的物质，称为光密介质；折射率相对较小的物质，称为光疏介质。2、光的颜色：光的颜色由光的频率决定，而频率一般由光源决定，与介质无关。11.1-预备知识（1）光源：能够发光的物体称为。3、可见光：是波长范围在400～760nm之间的电磁波，波长大于760nm的电磁波称为红外线，波长小于400nm的电磁波称为紫外线。4、爱因斯坦光子学说：光是由光源发出的一颗一颗的不连续的粒子流（叫光子流或光量子）组成。每个光子的能量为，其中为普郎克恒

6、量，它的大小是，为光子的频率。①概念：与机械波类似，光的干涉现象表现为在两束光的相遇区域里，某些地方光振动始终加强（明条纹），某些地方光振动始终减弱（暗条纹），从而出现明暗相间的干涉条纹图样。光的干涉现象是波动过程的特征之一。11.1-预备知识（2）5、光的干涉现象单色光：具有单一频率(或波长)的光称为单色光，如激光；复色光：包含有多个频率(或波长)的光称为复色光，如白光；②相干条件：若两束光相遇区域振动方向相同，振动频率相同，相位相同或相位差保持恒定，那么这两束光在相遇的区域内就会产生干涉现象。③相干光与相干光源：两束满足相干条件

7、的光称为相干光，相应的光源称为相干光源。④干涉相长（加强）或干涉相消（减弱）的条件：用相位表示：=2k，k=整数(干涉加强)=（2k+1），k=整数（干涉减弱）用波程差表示：k=整数(干涉加强)k=整数（干涉减弱）6、惠更斯原理、半波损失；11.1-预备知识（3）1、相干光的获得分割波阵面法：使来自同一光源的波面分出两部分，让它们分别继续传播，然后再相遇而产生干涉，如双缝干涉。分割振幅法分割波阵面法分割振幅法：让光波入射到两种介质的界面，使入射光波分成反射光波和折射光波，它们分别继续传播，然后再相遇而产生干涉。如薄膜干涉

8、。11.2.1光的干涉11.2.1-光的干涉（1）2、光程　光程差光程：折射率n和几何路程r的乘积nr，称为光程。光程差：光程之差，用符号表示，即pdn如图由光源和发出的光达到P点的光程差为：光程差引起的相位差：薄透镜的等光程性：薄透