波动光学教案教学ppt课件

《波动光学教案教学ppt课件》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、第十一章波动光学以光直线传播为基础，研究光在透明介质中的传播问题。光的直线传播定律光的独立传播定律光的折射和反射定律几何光学：内容：微粒说与波动说之争牛顿的微粒说：光是由光源发出的微粒流。惠更斯的波动说：光是一种波动。内容：以光波动性为基础，研究光传播及规律。干涉衍射偏振波动光学：1801年，英国物理学家托马斯·杨（T.Young，1773—1829）首先利用双缝实验观察到了光的干涉条纹，从实验上证实了光的波动性。1865年，英国物理学家麦克斯韦从他的电磁场理论预言了电磁波的存在，并认为光就是一种电磁波。量子光学：内容：以光和物质相互作用时所显示出的粒子性为基础，研究光的一系列规律。反映光学

2、与各个科技领域的紧密结合。现代光学：内容：激光全息摄影光纤维光学计算机傅里叶光学红外技术遥感遥测等光和物质的相互作用规律普通光源的发光机制光源：发光的物体。处在基态的电子处在激发态的电子原子模型普通光源发光的两个特点：随机性：每次发光是随机的，所发出各波列的振动方向和振动初相位都不相同。间歇性：各原子发光是断断续续的，平均发光时间t约为10-8s，所发出的是一段长为L=ct的光波列。相干光：能够满足干涉条件的光。相干光源：能产生相干光的光源。两个独立光源发出的光不可能产生干涉干涉条件：频率相同，振动方向相同，有恒定的相位差。激光光源是相干光源获得相干光的方法波阵面分割法II2I1振幅分割

3、法*光源§11-2杨氏双缝干涉1.实验装置英国医生兼物理学家托马斯-杨（T.Yang)于1801年首先成功地进行了光干涉实验，并看到了干涉条纹，使光的波动理论得到了证实。一杨氏双缝实验托马斯·杨ThomasYoung(1773-1829)托马斯.杨英国人,他原是医生，但对物理学有很深的造诣。1800年他发表论文指出了牛顿在光学理论中的几个严重缺点；1802年杨设计了杨氏双缝实验，证明了光的干涉现象；1803年他用干涉原理解释了获得毛发阴影时出现的衍射现象。尽管杨对光的干涉和衍射都作了很好的解释，但在当时英国不仅没得到重视，反遭到许多非难。托马斯.杨简介托马斯.杨从小聪慧过人，博览群书，17岁

4、时就已精读过牛顿的力学和光学。因牛顿反对波动说，也由于光的波动理论本身还存在许多不足之处。所以光的微粒说在百年中占了上风。杨的理论在当时没有得到公正的评价，直到法国物理学家菲涅尔用严密的数学理论将杨的干涉原理和惠更斯原理结合起来，托马斯.杨的理论的重要性才为人们所理解。面对牛顿如日中天的气势，杨勇敢地说：“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并非因此得认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”p2.干涉规律波程差减弱加强加强减弱干涉的加强减弱条件：相位差：波程差：1=2p减弱加强暗纹明纹波程差：p3.讨论⑶条纹间距明暗条纹的位置⑵白光照射时，出现彩色条纹

5、，0级为白色条纹。暗纹中心明纹中心条纹间距与、的关系⑴—中央明条纹，其两侧明暗条纹对称分布明暗条纹等间距。43210⑷一定时，条纹间距与的关系一定时，⑸条纹间距与的关系二劳埃德镜证明光从折射率较小的介质射向折射率较大的介质时，反射光比入射光的相位跃变，相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程差，称为半波损失.PML例1以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m.(1)从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离为7.5mm,求单色光的波长;(2)若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离.解（1）（2）C解计算波程差BA12,求第一次测到极大时，射电星的方位与湖面所

6、成的角.如图离湖面处有一电磁波接收器位于C，当一射电星从地平面渐渐升起时，接收器断续接收到一系列极大值.已知射电星发射的电磁波波长例2射电信号的接收取极大时考虑半波损失时，附加波程差取均可，符号不同，取值不同，对问题实质无影响.ACB12一光程光在介质中速度光在真空中速度；介质中的波长§11—3光程薄膜干涉1.光程的定义：⑴t时间内光在介质中传播路程L，相应真空中路程r⑵波行进一波长，相位变化2，改变相同位相，不同介质中传播路程不同物理意义：光程就是光在不同介质中的传播路程,折算为（在相同时间内或者改变相同的位相）真空中的传播路程.光程:介质折射率与光的几何路程之积=2.光程差和相位差的关

7、系相位差:*P*光程差(两光程之差)相位差*P*—干涉加强—干涉减弱—干涉加强—干涉减弱*P*例1计算光程差、相位差。初相例2用折射率为n，厚度为L的云母片覆盖双缝装置中的狭缝，中央明纹是否移动，如何移动？移动双缝，中央明纹是否移动？如何使中央明纹回到原位置？AB二透镜不引起附加的光程差AB焦平面三薄膜干涉C34E5A1B2PL1.光程差光程差SD反射光的光程差：考虑半波损失C34E5A1B2SD2.薄膜干涉