相干光讲解ppt课件.ppt

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1、第十一章光学1光学的分类：1.几何光学研究光在透明介质中传播问题。不计光的波动效应，光线在各向同性、均匀介质中沿直线传播，遵从反射定律和折射定律。2.波动光学以光的波动性(光的干涉、光的衍射)为基础，研究光的传播及其规律问题。3.量子光学以光的量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。211-1相干光一、光源及发光原理1.光光是频率在一定范围内电磁波。是对人眼能产生视觉刺激的电磁波。不同波长的可见光给人们不同颜色的感觉。人眼对不同波长的光的相对灵敏度不一样，对中心波长为555nm的黄绿光最为灵敏。波长范围为：390nm～770nm；频率范围为：7.5×101

2、4～3.9×1014Hz。3光色波长nm频率Hz(×1014)中心波长nm中心频率Hz(×1014)红760～6223.9～4.86604.5橙622～5974.8～5.06104.9黄597～5775.0～5.45705.3绿577～4925.4～6.15405.5青492～4706.1～6.44806.3蓝470～4556.4～6.64606.5紫455～4006.6～7.54307.0可见光七种颜色的波长和频率4引起视觉和化学效应的是电磁波中的电场强度矢量，因此，常把矢量称为“光矢量”。52.电磁波根据麦克斯韦电磁场理论，起初局限于空间某处的电磁场，由于

3、电场和磁场的变化，会使电磁场以一定速度在空间传播，形成电磁波。3.电磁波的一般性质电磁波具有衍射、折射、偏振和粒子等性质。4.电磁波谱实验表明，无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等，其内在的本质都是电磁波。将电磁波按其频率(或波长)顺序排列起来，就构成了电磁波谱。63Hz3×103×1023kHz3×1043×1053MHz3×1073×1083GHz3×10103×10113×1012频率104km103102101km10-110-21m10-1m10-2m10-3m10-4m波长超长波长波中波短波超短波分米波厘米波毫米波米波微波视频无

4、线电波音频微波73×10113×10123×10133×10143×10153×10163×10173×10183×10193×10203×1021频率10-3m10-4m10-5m10-6m10-7m10-8m10-9m10-10m10-11m10-12m10-13m波长可见光谱软X射线硬紫外线红外线γ射线生理感受85.红外光区、紫外光区和可见光区(1)红外光区—波长比可见光长的电磁波称为红外线。红外线是不可见的。热效应显著。(2)紫外光区—波长比可见光短的电磁波称为紫外线。紫外线也是不可见的。能破坏细胞的生命物质。(3)可见光区—能刺激人的视觉的电磁波，波

5、长范围约为390nm～770nm,频率范围为:7.5×1014～3.9×1014Hz。6.电磁波和机械波的区别电磁波传播无需借助于媒质，在真空中也能传播；机械波的传播需要借助于媒质，在真空中不能传播。97.平面简谐电磁波的性质1011(1)电磁波的电场和磁场矢量都垂直于波的传播方向，三者相互垂直，电磁波是横波。(2)电场所在的振动平面与磁场所在的振动平面相互垂直12(3)相位相同，频率相同，总是同时同地达到最大,同时同地达到最小。(4)任意时刻，在空间任一点,E和H在量值上的关系为：13E和H分别表示电场矢量和磁场强度矢量振幅的大小。(5)电磁波的传播速度真空

6、中：148.电磁波的能量(1)电磁波的能流密度在介质不吸收能量的条件下,单位时间内通过单位面积的能量—电磁波的能流密度。用S表示。w：电磁场的能量密度。15(2)电磁波的能流密度矢量(3)平面电磁波的能流密度平均值169.介质的折射率10.光源(1)光源任何发光的物体都称为光源。光源的最基本发光单元是分子、原子。(2)光源的种类根据光的激发方式可将光源分为热能激发光源(白炽灯)、气体放电光源(氪灯)、光激发光源(日光灯)、化学发光光源(萤火虫发光)、受激辐射发光的激光光源(红宝石激光器、半导体激光器)。17波列长L=c(≈10-8s)能级跃迁辐射波列E1E

7、211.普通光源(1)普通光源发光机理(非激光光源)处于激发态的原子或分子的自发辐射。光源中的原子吸收了外界能量而处于激发态，原子在激发态上存在的平均时间约为10-11～10-8s，会自发地回到低激发态或基态，在这过程中，原子向外发射电磁波(光波)。18(2)普通光源发光的特点①每个原子的发光时间是间歇的。每次发光持续时间极短，约为10-8s。②原子发射的光波是一段频率一定、振动方向一定和有限长的光波，通常称为光波列。③不同原子在同一时刻所发出的光波列在频率、振动方向和相位上各自独立。④同一原子在不同时刻所发出的光波列之间振动方向和相位也各不相同。1912.激

8、光光源发光原理为受激辐射。入射光波ν2