光学研究光的现象光的本性光与物质的相互作用

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1、第五章波动光学光学------研究光的现象;光的本性;光与物质的相互作用.▲几何光学：▲量子光学：▲波动光学：以光的直线传播规律为基础，研究光在透明介质中的传播问题。以光的电磁波本性为基础，研究光的传播及其规律，特别是干涉、衍射、偏振的理论和应用。以光的量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。一光的干涉1理解相干光的条件及获得相干光的方法.2掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系，理解在什么情况下的反射光有相位跃变.3能分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置.教学基本要求2理解用波带法来

2、分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，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，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响.4理解衍射对光学仪器分辨率的影响.5了解x射线的衍射现象和布拉格公式的物理意义.二光的衍射1了解惠更斯－菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释.三　光的偏振理解自然光与偏振光的区别;理解布儒斯特定律和马吕斯定律;了解线偏振光的获得方法和检验方法.第五章波动光学§5.1光的本性1704年，牛顿在《光学》中主张光是粒子流，但光的粒子

3、流无法解释牛顿环。1678年，惠更斯《论光》主张光是一种波，传播光的介质是“以太”。1637年，笛卡儿在《屈光学》中提出光的折射定律。1815年，菲涅耳完善了惠更斯理论，提出了子波相干的思想。1800年，托马斯·杨设计了杨氏双缝实验，证明了光的干涉现象。1900年，普朗克提出量子假说。1905年爱因斯坦提出了光量子假设，光又一次被认为是粒子流。1923年，德布罗意提出光和实物粒子都具有波粒二象性。光的波动说无法解释光电效应，但粒子说可以解释。它的思想是爱因斯坦光量子理论的起源。一、光的相干性§5.

4、2光的干涉原理1.光源发射光波的物体称为光源。光是电磁波,引起人视觉的是光矢量。可见光的范围:400nm紫760nm红P21普通光源发光特点：原子发光是断续的，每次发光形成一长度有限的波列,各原子各次发光相互独立.普通光源最基本发光单元是分子、原子，光源的发光机制是原子能级跃迁辐射。原子能级及发光跃迁基态激发态跃迁自发辐射相干条件：同方向、同频率、相位差恒定。独立（同一原子不同时刻发的光，振动方向、相位差也很难相同）独立（原子的发光完全是偶然的，不同原子同一时刻发的光，彼此独立）··对两个普通光源

5、，不能构成相干光源，不能产生干涉现象。复色光：不同频率单色光的混合光称为复色光。单色光：具有单一频率的光波称为单色光。2.单色光、复色光谱线宽度光谱曲线强度波长复色光3.相干光的获得方法分波面法分振幅法p薄膜S*pS*（1）两列光波的相干叠加p···12r1r2则引起P点的分振动为:4.相干方程设两光源满足相干条件，振动方程为：则引起P点的分振动为:P点的合振动为：干涉图所以光强为：其中：由于光强（即波的能流密度）为：（2）干涉判据干涉图干涉相长（明条纹）干涉相消（暗条纹）二、光程和光程差1.光程

6、光的干涉方程：由于相干光是用分振幅法或分波面法得到的，所以光源的初相位差为0，相位差取决于第二项，即：L是几何路程差真空中是光在介质中的波长设有一频率为　的单色光：是光在真空中的波长介质中ab介质ab真空从相位看光程差:从时间看这相当于光在真空中走过nL的路程所发生的相位改变，把nL叫作光程。相位差：干涉相长干涉相消2.透镜不引起附加光程差FABCabc解：例1如图，在S2P间插入折射率为n、厚度为d的介质。求光由S1和S2到P的相位差。S1S2r1r2dP