2、 衍射l 干涉、衍射l 偏振、多光束干涉l 偏振 光的波动特性n 关于波动的描述方法l 绳波：O点为波的起点，波以速度V向X的正向传播。l 在O点振动为：l 在A点振动为： n 波动曲线 n 光波的表达式l 三角函数表达式– 平面波– 球面波l 复振幅表达式:– 平面波– 球面波 n 球面波的近轴公式 光的干涉特性n 双光束
3、干涉光强分布公式全息光栅实验两个球面波R、O相对于全息干板面对称入射O点坐标为（0，b，-l）,R点坐标为（0，-b，-l） n 两束光的干涉公式l 两个球面波的干涉光强的计算方法和结果 n 干涉条纹的特点和位置l 条纹间隔为ll/4bm=0,±1,±,2,…. n 光源的相干性和干涉条纹的对比度l 空间相干性（点光源和扩展光源）l 时间相干性（单色光、准单色光和复色光）l 对比度的定义： n 杨氏实验为例说明光
4、的相干性 n 迈克尔逊干涉仪 n 迈克尔逊干涉仪的条纹特点l 等倾条纹 l 等厚条纹 n 多光束干涉 n 双光束干涉条纹与多光束干涉条纹的对比l 光程差公式相同：D=2ndsinf2l 干涉光强分布不同：– （双光束，反射光）– (多光束，透射光） 光的衍射特性n 光的衍射（Diffraction)l 意义：– 1、是光的波动性的有力证据。– 2、设计光学仪器的理论依据
5、（几何光学元件，衍射光学元件）– 3、全息术的理论基础。l 定义：– 17世纪Grimaldi*光波在传播过程中遇到障碍物后所发生的偏离直线传播的现象（光波绕到障碍物的几何阴影区的现象）– 1954年(Sommerfeld-索末菲）*不能用反射和折射来解释的光线对直线光路的任何偏离；– 1999年《中国激光》*波动方程的非本征解在传输过程中趋向本征解光束的现象。 n 光的衍射现象光波遇到障碍物时偏离直线传播而进入几何阴影区域，使光线重新分布的现象。 n
6、 惠更斯—菲涅耳（Huygens-Fresnel）原理惠更斯（1690年）*设波源S在某一时刻的波阵面S，S上每一个面元看作一个产生球面子波的次级扰动中心，发出球面波，以后任何时刻新的波面是所有这些子波的包络面S‘，波面的法线方向就是波的传播方向。菲涅耳（1808年-1802年杨氏Thomas.Young干涉实验的基础上）*假设这些子波互相干涉。 n 惠更斯原理图示 n 衍射公式 n 衍射现象的分类1、几何深区（圆孔的几何投影）2、菲涅耳衍射区（半径随距离增大而增大的同心圆环，同时圆
7、环数目减少，圆环中心的亮度随距离变化，中心可以为亮斑）3、夫琅和费衍射区（当距离很大-满足一定条件时，中心总是亮的，中心的亮圆与圆孔的大小成反比，与距离成正比，外圈为亮暗环。） n 单缝的夫琅和费衍射单缝的宽度为a,单缝距观察屏为z,光的波长为l中央主极大的半宽度为:n 圆孔的夫琅和费衍射公式圆孔的夫琅和费衍射公式：（中央主极大的半径） n 衍射光栅一维矩形光栅的衍射光强的分布公式： n 光栅光强分布公式l 单缝衍射因子– 极大值位置为:a=0–
8、 极小值位置为:a=mp,sinq=ml/bl 多缝干涉因子– 极大值位置为:b=mNp,sinq=ml/d(m=moN,m0=0,±1,±2,…)– 极小值位置为:b=mp,sinq=ml/Nd(m=±1,±2,…,±N-1;±(N+1)…) n 光栅光强分布的曲线波长:0.000589
