大学物理18光的干涉B

《大学物理18光的干涉B》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第18章光的干涉§18.2光波的相干叠加§18.4薄膜干涉第18章光的干涉§18.3双缝干涉§18.1原子发光模型十七世纪下半叶牛顿：光的微粒说惠更斯：光的波动说十九世纪初托马斯•杨：双缝干涉实验、直边衍射现象菲涅尔：光的波动理论十九世纪中叶麦克斯韦：光的电磁波理论十九世纪末二十世纪初爱因斯坦：光子假设光的量子说简短的历史回顾几何光学:以光的直线传播为基础，研究光在透明介质中的传播问题。波动光学:以光的波动性为基础，研究光的传播及其规律。量子光学:以光和物质相互作用时所显示出的粒子性为基础，来研究光的一系列规律。现代光学:反映了光学进一步与各个科技领域的紧密结合。§18.1原子发光模型

2、一、光源和光谱:光源：发光的物体类型：·普通光源(自发辐射)·激光光源(受激辐射)热（辐射）光源白炽灯、弧光灯、太阳…非热辐射光源（冷光源）气体放电管、日光灯、萤火虫…光谱——光的强度按频率（或波长）的分布光源种类：1、线谱(或带谱)光源，如气体放电管、钠光灯、水银灯、日光灯等；2、连续谱光源（或热辐射光源）如白炽灯、弧光灯、太阳等。H2HgNa400nm500nm600nm700nm原子发光激发态寿命10-11～10-8s自发辐射一定频率，长度有限的光波列二、原子发光模型E1E2基态激发态能级普朗克常数:原子光波列普通光源发光的两个特点：随机性：不同原子的发光是随机的，同一原子先后

3、每次的发光也是随机的,所发出的各波列在振动方向,频率,振幅和振动初位相都各不相同。间歇性：各原子发光是断断续续的，平均发光时间t约为10-8秒,所发出的是一段长为L=ct的光波列。普通光源发光:大量原子和分子持续、随机地发射的光波列：频谱宽度或理论可证明：波矢0oII0I0/2有限长的单色波列单色波:或一、光波叠加原理二、光波的相干叠加r2r1S1·S2·p·同方向振动，同频率§18.2光波的相干叠加光矢量：光波的矢量。∵光强非相干叠加对于普通光源发出的光如果即两个光源发出的光之间具有确定的相位差，则把这两个光源称为相干光源，它们所发出的就是相干光。当两束相干光在空间任一点

4、相遇时，它们之间的相位差D随空间位置不同而连续变化，从而在不同位置上出现光强的强弱分布，这种现象就是光的干涉现象。相干叠加干涉相长（明）(k=0,1,2,3…)干涉相消（暗）(k=0,1,2,3…)相干条件：振动方向相同，频率相同，具有确定的相位差。注：相干条件系针对两个光源而言，因此，具有确定的相位差是指两个光源的初相位之差确定。若两个光源的初相位相等，则干涉极大或极小仅由场点到源点的光程差决定。ImaxIminI2p4p-2p-4p0I2p4p-2p-4p0(k=0,1,2,3…)干涉条纹的可见度当I1=I2=I0时，V=1I1<

5、相差太大。若两束光通过不同的介质，则相位差为：三、光程和光程差称为两束光的光程差.光程(nr):将光在介质中通过的路程折算到同一时间内在真空中所通过的相应路程.••AB两束光在两种不同媒质中传播则位相差为：干涉条纹的一般条件：结论：对光干涉起决定作用的不是这两束光的几何路程之差，而是两者的光程差。光路中插入薄透镜不会产生附加的光程差.相干条件:同频率,同振动方向,有恒定位相差.四、相干光的获得两个独立的普通光源很难满足相干条件.直到19世纪初,采用特殊装置获得相干光.有分波阵面法和分振幅法.必须注意:分出来的两束光会聚时,位相差不能太大.现在,利用高度相干性的激光作为相干光源.激光光源

6、：相干长度x~102-4m,故其相干性极好.一、双缝干涉x缝间距d10-4m，Lm(d<

7、可见度下降光的空间相干性三、其它双缝型干涉装置1.菲涅耳双面镜SS1S2M1M2S：实光源，S1、S2：虚光源M1、M2：平面反射镜两虚光源为相干光源，阴影部分出现干涉2.菲涅耳双棱镜S1SS23.洛埃镜S1SMS：实光源，S1：虚光源M：平面反射镜阴影部分出现干涉接触点:暗条纹反射光存在半波损失.[例]杨氏双缝的间距为0.2mm，距离屏幕为1m。（1）若第一到第四明纹距离为7.5mm，求入射光波长。（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明