光学研究光的现象光的本光与物质的相互作

《光学研究光的现象光的本光与物质的相互作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光学------研究光的现象;光的本性;光与物质的相互作用.20世纪60年代激光问世后，光学有了飞速的发展，形成了非线性光学等现代光学。▲几何光学：以光的直线传播规律为基础，研究各种光学仪器的理论。▲量子光学：以光的量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。▲波动光学：以光的电磁波本性为基础，研究传播规律，特别是干涉、衍射、偏振的理论和应用。第13波动光学基础1光的干涉：双缝干涉，薄膜干涉，劈尖和牛顿环光的衍射：惠更斯原理，单缝衍射，衍射光栅光的偏振：线偏振光，自然光，偏和检偏，马吕斯定律，布儒斯特定律本章主要内容

2、光源，光的传播2ILC例如L-C无阻尼振荡电路1888年赫兹利用振荡偶极子研究电磁波，得出电磁波的一些性质§13.1光是电磁波一、电磁波1.电磁波的波源任何振动的电荷或电荷系都是发射电磁波的波源。32.平面电磁波的性质（实验得出）（1）电磁波是电场强度与磁场强度的矢量波uXYZ(2)的频率、相位和振幅的关系同相、同频（3）横波(4)波速真空中4EHC（5）电磁波在两种不同的界面上要发生反射和折射，由下式给出折射率。对非铁磁质53、电磁波的能量电磁波的传播伴随能量的传播—辐射能能流密度：单位时间、单位面积上流过的能量空

3、间某一位置：总能量密度能流密度大小：uus方向：沿的方向6辐射强度（玻印亭矢量）平均辐射强度：I表示辐射强度在一个周期内的平均值在光学中称之为光强74000Å紫7600Å红四、光是电磁波可见光是能引起人的视觉的那部分电磁波。发射光波的物体称为光源。可见光的波长范围约为400～760nm400——450——500——550——600——650——760nm紫蓝绿黄橙红8§13.2光源光波的叠加一.普通光源与激光光源光源的最基本的发光单元是分子、原子。（1）热辐射（2）电致发光（3）光致发光（4）化学发光91.普通光源

4、：自发辐射独立（同一原子不同时刻发的光）独立（不同原子同一时刻发的光）··=(E2-E1)/hE1E2自发辐射跃迁波列波列长L=tc发光时间t10-8s原子发光：方向不定的振动瞬息万变的初位相此起彼伏的间歇振动102激光光源：受激辐射E1E2=(E2-E1)/h可以实现光放大;单色性好;相干性好。例如:氦氖激光器;红宝石激光器;半导体激光器等等。完全一样（频率,相位,振动方向,传播方向都相同）11二.光的单色性实际原子的发光:是一个有限长的波列,所以不是严格的余弦函数,只能说是准单色光:在某个中心频率

5、（波长）附近有一定频率（波长）范围的光。衡量单色性好坏的物理量是谱线宽度理想的单色光：具有恒定单一波长的简谐波，它是无限伸展的。例:普通单色光:10-2100A激光：10-810-5A00II0I0/2谱线宽度12三.光波的叠加---干涉“当两列(或几列)满足一定条件的光波在某区域同时传播时,空间某些点的光振动始终加强；某些点的光振动始终减弱，在空间形成一幅稳定的光强分布图样”，称为光的干涉现象。相干条件：(2)频率相同(3)有恒定的位相差(1)振动方向相同13两列光波的叠加p···12r1r2

6、P点:其中：E0E1E214非相干光源I=I1+I2—非相干叠加完全相干光源平均光强为：15(k=0,1,2,3…)相消干涉（暗）(k=0,1,2,3…)极值条件相长干涉（明）明纹暗纹16相干光的获得方法pS*分波面法分振幅法·p薄膜S*17SdD1、现象明纹暗纹2.波程差的计算§13.3获得相干光的方法杨氏双缝干涉一.杨氏双缝干涉18明纹位置暗纹位置3.明暗纹中心的位置和级次：条纹间距相邻两亮纹(或暗纹)之间的距离都是19(1)一系列平行的明暗相间的条纹；(3)4.条纹特点：(2)不太大时条纹等间距；杨氏双缝实验

7、第一次测定波长这个重要的物理量.(4)若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。在屏幕上x=0处各种波长的波程差均为零，各种波长的零级条纹发生重叠，形成白色明纹。20讨论影响双缝干涉条纹分布的因素。（1）若D、d已定，只有，条纹间距变宽。若已定，只有D↑、d↓（仍然满足d>>)，条纹间距变宽。两相邻明纹（或暗纹）间距21例.钠光灯作光源，波长，屏与双缝的距离D=500mm,(1)d=1.2mm和d=10mm,相邻明条纹间距分别为多大？（2)若相邻明条纹的最小分辨距离为0.065mm,能分辨干涉条纹的双缝间距是多少？解

8、｛1｝d=500mmd=10mm｛2｝双缝间距d为22例1、杨氏双缝实验中，P为屏上第五级亮纹缩在位置。现将一玻璃片插入光源发出的光束途中，则P点变为中央亮条纹的位置，求玻璃片的厚度。P解、没插玻璃片之前二光束的光程差为已知:玻璃插玻璃片之后二光束的光程差为23例1用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？解:用白光照射时，除中央