大学物理下册第13章 波动光学ppt课件.ppt

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1、第五篇波动光学无线电波0.1mm~100Km(3kHz~3000GHz) 1 甚低频（VLF）    3～30千赫（KHz）  甚长波    100～10km2 低频（LF）    30～300千赫（KHz）  长波     10～1km3 中频（MF）    300～3000千赫（KHz） 中波     1000～100m4 高频（HF）    3～30兆赫（MHz）  短波     100～10m5 甚高频（VHF）    30～300兆赫（MHz）  米波     10～1m6 特高频（UHF）    300～3000兆赫（MHz） 分米波    微波100

2、～10cm7 超高频（SHF）    3～30吉赫（GHz）  厘米波    微波10～1cm8 极高频（EHF）    30～300吉赫（GHz）  毫米波    微波10～1mm9 至高频            300～3000吉赫（GHz） 丝米波    1～0.1mm 红外线 770纳米~14微米可见光 400纳米~760纳米红光 620纳米~760纳米橙光 592纳米~620纳米黄光 578纳米~592纳米绿光 500纳米~578纳米青光 464纳米~500纳米兰光 446纳米~464纳米紫光 400纳米~446纳米紫外线 200纳米~400纳米X射线（

3、伦琴射线） 波长0.1纳米~10纳米 频率：30pHz~3eHzγ射线（伽马射线）小于0.1纳米  （核弹最大的破坏性来自于该射线）一、光源13-1光源光的相干性光源的最基本发光单元是分子、原子=(E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射普通光源：自发辐射独立(不同原子发的光)··独立(同一原子先后发的光)发光的随机性发光的间隙性波列波列长L=c1、光源的发光机理可见光频率范围2、光的颜色和光谱可见光波长范围可见光颜色对照单色光——只含单一波长的光。复色光——含多种波长的光。准单色光——光波中包含波长范围很窄的成分的光。光波是电磁波。光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作

4、用）的是E矢量，称为光矢量。E矢量的振动称为光振动。3、光强在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把光强定义为：光强：在光学中，通常把平均能流密度称为光强，用I表示。二、光的相干性两频率相同，光矢量方向相同的光源在p点相遇1、非相干叠加独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变”叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象2、相干叠加满足相干条件的两束光叠加后位相差恒定，有干涉现象若干涉相长干涉相消两相干光束两非相干光束一个光源1分波阵面法杨氏干涉2分振幅法等倾干涉、等厚干涉普通光源获得相干光的途径（方法）13-2光程与光程差干涉

5、现象决定于两束相干光的位相差两束相干光通过不同的介质时，位相差不能单纯由几何路程差决定。光在介质中传播几何路程为r，相应的位相变化为光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算为光在真空中的路程光程差光在真空中的波长若两相干光源不是同位相的两相干光源同位相，干涉条件不同光线通过透镜要改变传播方向，会不会引起附加光程差？A、B、C的位相相同，在F点会聚，互相加强A、B、C各点到F点的光程都相等。AaF比BbF经过的几何路程长，但BbF在透镜中经过的路程比AaF长，透镜折射率大于1，折算成光程，AaF的光程与BbF的光程相等。解释使用透镜

6、不会引起各相干光之间的附加光程差。13-3分波阵幅干涉一、杨氏双缝干涉S1S2S***杨氏干涉条纹D>>d波程差：干涉加强明纹位置干涉减弱暗纹位置(1)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧。干涉条纹特点：(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关。两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。方法一：方法二：(3)D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。二、其他分波阵面干涉装置1、菲涅耳双面镜虚光源、平行于明条纹中心的位置屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕上明暗条纹中心对O点的偏离x为：暗条纹中心的位置光栏2洛埃镜光栏当屏幕

7、E移至E'处，从S1和S2到L点的光程差为零，但是观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在。问：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第k级明条纹处，其厚度h为多少？例：已知：S2缝上覆盖的介质厚度为h，折射率为n，设入射光的波长为.解：从S1和S2发出的相干光所对应的光程差当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：所以零级明条纹下移原来k级明条纹位置满足：设有介质时零级明条纹移到原来第k级处，它必须同时满足：例13.3　在杨氏双缝实验中，设两缝的间距为0.03mm，光屏与缝相距50cm，入射