《波动光学》PPT课件

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1、1第十章波动光学波动光学：包括光的干涉、光的衍射、光的偏振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◆教学基本要求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。4.理解自

2、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。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。教学基本要求§1相干光一.光源光是电磁波,产生感光和生理作用的是电场强度.光源的最基本发光单元是分子、原子=(E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射波列波列长L=c1.普通光源：自发辐射普通光源发光具有独立性、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

3、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）(3)各分子在同一时刻所发光的频率、振动方向、相相干光位也不一定相同.(独立性、随机性)1.普通光源：自发辐射普通光源发光具有独立性、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）(3)各分子在同一时刻所发光的频率、振动方向、相=(E2-E1)/hE1E2完全一样(频率,位相

4、,振动方向,传播方向)2.激光光源：受激辐射激光光源能发出频率,相位,振动方向,传播方向相同的光相干光位也不一定相同.(独立性、随机性)=(E2-E1)/hE1E2完全一样(频率,位相,振动方向,传播方向)2.激光光源：受激辐射激光光源能发出频率,相位,振动方向,传播方向相同的光二.光的单色性单色光具有单一频率的光称为单色光.各种频率复合的光称为复色光普通光源所发光为复色光,单色光源发光为单色光.激光为最好的单色光源.色散现象把复色光中各种不同频率的光分开,形成光谱称为光的色散.产生单色光的方法(1)利用色散;(2)利用滤

5、波片;相干光二.光的单色性单色光具有单一频率的光称为单色光.各种频率复合的光称为复色光普通光源所发光为复色光,单色光源发光为单色光.激光为最好的单色光源.色散现象把复色光中各种不同频率的光分开,形成光谱称为光的色散.产生单色光的方法(1)利用色散;(2)利用滤波片;(3)利用单色光源;(4).激光三、光的相干性1.干涉现象两列光波相遇时,出现稳定的明暗相间花样称为光的干涉现象.2.相干光能产生干涉现象的光叫相干光,它满足:(1)频率相同;(3)相位差恒定.(2)振动方向相同;一般两独立普通光源发出的光不是相干光(激光除外),相干光

6、(3)利用单色光源;(4).激光三、光的相干性1.干涉现象两列光波相遇时,出现稳定的明暗相间花样称为光的干涉现象.2.相干光能产生干涉现象的光叫相干光,它满足:(1)频率相同;(3)相位差恒定.(2)振动方向相同;一般两独立普通光源发出的光不是相干光(激光除外),只有同一光源,同一发光区域,同一时刻发出的光(即同一原子,同一时刻)才满足相干条件.3.普通独立光源产生干涉现象的方法pS*(1)分波面法(2)分振幅法·p薄膜*S使一光源上同一点发出的光,沿两条不同的路径传播,然后再使它们相遇.相干光只有同一光源,同一发光区域,同一时刻

7、发出的光(即同一原子,同一时刻)才满足相干条件.3.普通独立光源产生干涉现象的方法pS*(1)分波面法(2)分振幅法·p薄膜*S使一光源上同一点发出的光,沿两条不同的路径传播,然后再使它们相遇.§2光程干涉明暗纹条件一.光程、光程差真空中通过距离d需要时间:媒质中通过距离d需要时间:··abndλn媒质t=d/c光程干涉明暗纹条件一.光程、光程差真空中通过距离d需要时间:媒质中通过距离d需要时间:··abndλn媒质§2光程干涉明暗纹条件t=d/c这说明:光在媒质中通过距离d需要的时间,等于光在真空中通过距离nd需要的时间.为了便

8、于比较,把媒质中传播的距离d折合到真空中为nd定义光程:L=nd光程L=(nidi)光程差：=L2-L1二.相位差和光程差的关系设在同种介质中,两相干光在P点的分振动分别为:光程干涉明暗纹条件这说明:光在媒质中通过距离d需要的时间,等于光在真空