第十一章波动光学ppt课件.ppt

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1、第十一章波动光学11-0教学基本要求11-1光的相干性光程11-2分波面干涉11-3分振幅干涉4-0第四章教学基本要求11-4光的衍射第十一章波动光学4-0第四章教学基本要求11-5衍射光栅4-0第四章教学基本要求11-6光的偏振教学基本要求一、了解获得相干光的方法，理解光程的概念以及光程差与相位差的关系，掌握光的干涉加强和减弱的条件.二、掌握杨氏双缝干涉和薄膜等厚干涉条纹的分布规律，了解半波损失发生的条件，了解劈尖干涉的应用.*三、了解迈克尔逊干涉仪的工作原理和迈克耳孙-莫雷实验.四、了解惠更

2、斯-菲涅尔原理，能用菲涅尔半波带法分析单缝夫琅禾费衍射条纹的分布规律，理解缝宽及波长对衍射条纹分布的影响.五、了解光栅衍射条纹的形成及特点，理解并会应用光栅极大方程，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响，了解光栅衍射的应用.*六、了解光栅方程的缺级现象，了解X射线的衍射及应用.七、理解自然光、线偏振光和部分偏振光的特征及检验方法，理解马吕斯定律，理解布儒斯特定律，了解反射和折射时光的偏振的应用.11-1光的相干性光程预习要点普通光源发光有什么特点？实现稳定干涉的条件是什么？注意获得相干光

3、的方法.什么是光程?如何用光程差表示两初相位相同的相干光的相位差以及干涉的加强和减弱的条件？一、光的相干性两束光频率相同，振动方向一致，有恒定的相位差.1.产生相干光的条件2.获得相干光的方法把由光源上同一点发的光分成两部分，然后再使这两部分叠加起来.分波面法在同一波面上取两固定点光源，发出的光构成相干光，这种方法为分波面法.如杨氏双缝干涉实验.分振幅法一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两束光线为相干光，这种方法为分振幅法.如薄膜干涉、等厚干涉.*S分振幅法*SAB分波阵面法P二、光程和光

4、程差则S1、S2传到P点的光振动的相位差：两相干光波在介质中以波长传播r1r2PS1S2若,1.光程所以介质中的波长为由定义光程:介质折射率n与光的几何路程r之积nr.以n表示的折射率且用介质中的波长计算相位差比较麻烦，统一用光在真空中的波长计算相位差可简化计算.物理意义：光程是在引起相同相位改变的条件下，与光在折射率为n的介质中的几何路程r相当的同一单色光在真空中的传播路程nr.如果光线穿过多种介质时，其光程为r1n1r2n2rinirnnn对应的相位改变2.光程差与相位差假设光在两种不同介质

5、中传播，则设光程差为则3.用光程差表示干涉加强和减弱的条件由明纹暗纹干涉加强干涉减弱明纹暗纹得11-2分波面干涉预习要点由杨氏双缝干涉和洛埃镜实验装置领会分波面干涉装置的基本特征.如何由光程出发，对杨氏双缝干涉条纹分布规律做定量分析?注意半波损失现象的发生条件.一、杨氏双缝干涉光程差加强减弱DOS1S2Pdr1r2x双缝屏*（暗纹）（明纹）k=0时,零级明纹位于屏幕中央，而且只有一条.其他各级明纹和暗纹都有两条，且对称分布.条纹间距可以看出相邻明纹与相邻暗纹中心的间距都相同，所以条纹明暗相间平行

6、等距.明暗条纹中心的位置二、双缝干涉光强分布合光强若其中则合振幅由明纹中心处暗纹中心处光强分布曲线入图可见，相干叠加使能量的空间分布不均匀，但是总能量守恒.三、洛埃镜实验LPK(平面镜)**屏移至L处L处的相位差有的突变，称半波损失.L处似应出现明条纹，实际上却为暗条纹，说明直接射向屏的光与反射光在一般光从光疏介质(光速较大，n较小)正入射或掠入射(入射角为零或接近90。)到光密介质(光速较小，n较大)的界面上发生反射时会发生相位为的突变，相当于光程增加或减少了半个波长.11-3分振幅干涉预习要

7、点什么是等厚干涉?劈尖的等厚干涉条纹有哪些特点?劈尖干涉有哪些主要应用?增透膜与增反膜的基本原理是什么?一、等厚干涉1.等厚干涉：在同一干涉条纹下薄膜厚度相同.①②如图：单色光在厚度不均匀的上下两个表面形成①、②两束反射光。当单色光垂直射入薄膜表面时，①和②近乎平行,在A处相遇，e为该处薄膜的厚度,则光程差为上下表面都存在或都不存在半波损失两反射光之一存在半波损失A薄膜G1G2空气二、劈尖用单色平行光垂直照射两玻璃片G1和G2间的空气劈尖，形成干涉条纹为平行于劈棱的一系列等厚干涉条纹.①②如图：

8、光从劈尖中空气入射到玻璃片G2表面时有半波损失，因此玻璃片G1玻璃片G2空气劈尖明纹暗纹1.条纹位置2.相邻明纹（暗纹）间的厚度差3.条纹间距（明纹或暗纹）越小，条纹越疏，反之越密.过大，条纹将密集，难以区分.4.条纹移动膜上某处光程差改变一个波长，该处将移过一条条纹，如某处移过m条条纹，则该处膜厚改变量条纹向棱边方向移动，膜厚增加；反之膜厚减少.劈尖干涉的应用测量微小物体的厚度将微小物体夹在两薄玻璃片间，形成劈尖，用单色平行光照射.由有检验光学元件表面的平整度由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，