王国光之光1.ppt

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1、波动光学（一）1几何光学：光的直线传播（反射、折射）。物理光学（波动光学）：干涉、衍射、偏振等波动现象。主要以可见光为主(l:4.0~7.6×10-7m)量子光学：光电效应、康普顿效应等粒子现象光学:2一、光矢量光波是一种电磁波。产生感光作用与生理作用的主要是电场强度E，所以称E矢量为光矢量。二、光的相干性1.相干性：2.相干条件：即波的相干条件。3.普通光源：为非相干光源。第一节光的相干性31.分波面法：（同一波面上的子波）杨氏双缝、劳埃德镜（证实了半波损失的事实）等。SS1S2同出一点一分为二各

2、行其路合二为一三、获得相干光的基本方法42.分振幅法：（反射、折射）薄膜、劈尖、牛顿环等。aaaa'a"3.相干条件的补充：（1）两振幅相差不能太大；（2）两列光的光程差不能太大。相干长度5一、杨氏双缝干涉1、实验装置Daxr2r1oS1S2PS第二节双缝干涉62、干涉加强、减弱的条件r2DPaxr1o7r2DPaxr1o杨氏双缝干涉8明暗相间直条纹对称分布在中央明纹两侧条纹等间距（相邻两明纹或暗纹之间）用白色光源时，中央条纹为白色，其它各级形成彩色条纹分布。3、条纹特征9白光入射的杨氏双缝干涉照

3、片红光入射的杨氏双缝干涉照片10二、劳埃德镜实验S2MLS1劳埃德实验证实了半波损失的事实。11例1：以单色光照射到相距0.2mm的双缝上,双缝与屏的垂直距离为1m.１)从第一级明纹到同侧第四级明纹的间距为7.5mm，求单色光的；２)若＝600nm,求相邻x明＝？解：12例2杨氏实验装置中光源波长=640nm,两缝间距a=0.4mm，光屏离狭缝距离为50cm,试求:(1)两个第三级明纹中间的距离；(2)若屏上P点离中央明纹的中心距离x=0.1mm,则从双缝发出的两束光传到屏上P点的位

4、相差？解：13丰富多彩的干涉现象水膜在白光下白光下的肥皂膜14蝉翅在阳光下蜻蜓翅膀在阳光下白光下的油膜肥皂泡玩过吗?15等倾条纹牛顿环(等厚条纹)测油膜厚度平晶间空气隙干涉条纹16一、光程与光程差第三节薄膜干涉在介质中传播的波长，折算成真空中波长的关系。设光在介质中传播的几何路程r所需时间t,则数值等于在相同的时间内光在真空中通过的路程光程将光在介质中传播的距离折成真空中的长度光程光程：17两光程之差叫做光程差若则光程差:r0真空中媒质中（折射率n）rn相位差:(1=2)18干涉加强与减弱的条件

5、：条件取决于光程差而非几何路程差19焦平面用透镜或透镜组成的光学仪器观测干涉时，观测仪器不会带来附加的光程差。结论：二、薄透镜成像的等光程性等光程性20练习在双缝装置中，用一很薄的云母片（n=1.58）覆盖其中的一狭缝,这时屏幕上的第七级明条纹恰好移到屏幕中央原零级明条纹的位置.如果入射光的波长为5.510-7m，则云母片的厚度应为多少？DPxone解：21三、薄膜干涉由折射定律n1sini=n2sinr1、光程差的计算：（n2>n1）ierABCn1n2n1D222、干涉条件：23反射光的干涉与

6、透射光的干涉是互补的。透射光干涉:(n2>n1)3、讨论:当e、n1、n2、一定时,同一条干涉条纹上各点对应入射线的入射角相同，这种干涉称为等倾干涉。24n1n2n3当光线垂直入射时，（i=0）25由反射光加强条件四、增透膜与增反膜由透射光加强条件增反膜增透膜（垂直入射）26例3空气中的水平肥皂膜厚度e=0.32m,折射率n2=1.33，如果白光垂直照射时，肥皂膜呈现什么颜色？n2n1n1解：27例4为了增加照相机镜头的透射光强度，往往在镜头上（n3=1.52)镀一层MgF2薄膜(n2＝1.38

7、）,使对人眼和底片最敏感的＝5.510-7m的光反射最小,求膜的最小厚度。解：n2n3n1282、干涉条件i=0，垂直入射，n2

8、很小条纹间距：32劈尖条纹变化33条纹间隔数：条纹的位置是以条纹的中心线算起；条纹间隔数n与条纹数m的关系:m=n+1n～整数，两边条纹一致；n～大于0.5的小数，两边条纹不同．34二、牛顿环3536第五节迈克耳孙干涉仪37例5有一劈尖，折射率n=1.4,劈尖夹角=10-4rad，可测得两相邻明条纹间距离为l=0.25cm,试求：1）此单色光在空气中的；ekek+1DeLdlq2)若劈尖长L=3.5cm,共出现几条明、暗纹?因棱边为暗纹,n+1=15(暗纹)；n=