物理151资料讲解.ppt

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1、物理151光矢量平面简谐电磁波电磁波是电场强度与磁场强度的矢量波能够引起视觉的是矢量。电磁波是横波，和互相垂直，且与波的传播方向垂直。真空中电磁波的传播速度（光速）二、光的相干性干涉现象是一切波动所具有的共同特性。1)频率相同2)存在平行的光振动分量3)在相遇点相位差恒定两列光的相干条件两列光相干叠加时干涉加强与减弱的条件相位差时，干涉加强相位差时，干涉减弱三、普通光源发光微观机制的特点原子能级及发光跃迁基态激发态跃迁自发辐射普通光源的发光机制——自发辐射P21普通光源发光特点：原子发光是断续的，每次发光形成一

2、长度有限的波列,各原子各次发光相互独立，各波列互不相干。激光束干涉实验单色激光光源不同原子所发的光具有相干性（频率、相位、振动方向、传播方向都相同）激光光源——受激辐射E2E1完全一样获取相干光的方法：把光源上同一点发出的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠加起来。分波面干涉法*光源杨氏双缝干涉分振幅干涉法薄膜干涉介质中的波长n真空补充：光程和光程差设光的频率为，在真空中的速度为c，波长为，在折射率为n的介质中的速度为v，波长为'，则分析：光分别在真空和介质中传播相同的距离D，相位变化？真空中：介质

3、中：即在介质中光线经过D距离所发生的相位改变，等于真空中经过nD所发生的相位改变。1、光程：光在某一介质中行进的几何路程l与该介质的折射率n的乘积nl叫做光程。光程的意义：设光在介质n中的传播速度为v，在此种介质中走过l的路程所需的时间为l/v，在相同的时间内光在真空中传播走过的路程为：即介质中某一几何路程的光程，等于光在与走这段路程相同时间内在真空中走过的路程。光程是一个折合量，在相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。光程2、光程差相位差与光程差的关系：一列光波如经两种

4、媒质，则光程为说明干涉加强：干涉减弱：一、杨氏双缝实验实验现象15-2杨氏双缝干涉明条纹明条纹明条纹明条纹明条纹xB由S1、S2发出的光波到B点的光程差为：OSdD理论分析1、在B点发生干涉加强的条件为2、在B点发生干涉减弱的条件为——B点处出现明条纹。k=0的明纹称为中央明纹，k=1，2，3，……对应明纹为第一级，第二级，第三级，……明纹。——B点处出现暗条纹。k=1，2，……对应暗纹为第一级，第二级，……暗纹。4、相邻两明纹(或暗纹)中心间的距离为：3、波程差为其它值的点，光强介于最明与最暗之间。因此上述

5、两条纹分别是明纹中心和暗纹中心。1)干涉条纹是等距分布的，且各级明、暗条纹对称分布在中央明纹两侧。2)当D、一定时，x与d成反比，d越小，条纹分辨越清。说明3)当D、d一定时，x与成正比，波长大的相邻条纹间距大，波长小的相邻条纹间距小。、D一定时条纹间距x与d的关系d、D一定时，x随的变化用白光做光源时，除中央明纹是白光外，其它各级条纹是彩色的，紫在内红在外；不同级次的条纹可能发生重叠。三、劳埃德镜PML在L处为一暗纹结论：当光波由光疏介质(折射率较小)射向光密介质(折射率较大)时，被光密介质反

6、射的光在反射点有相位的跃变，这一跃变相当于反射光与入射光这间附加了半个波长的波程差，故称作半波损失。例1如图双缝，已知入射光波长为，将折射率为n的劈尖缓慢插入光线2中，在劈尖移动过程中，问1）干涉条纹间距是否变化？2）条纹如何移动？SS解：1）条纹间距不变。O点为零级明纹位置零级明纹位置下移2）无劈尖时有劈尖时例2在双缝实验中，入射光的波长为550nm，用一厚e=2.85×10－4cm的透明薄片盖着S1缝，结果中央明纹移到原来第三条明纹处，求透明薄片的折射率。解：加透明薄片后，①光路的光程为P点是中央明纹，

7、两光路的光程差应等于0不加透明薄片时，在P点处有：由以上两式可得：是云母片。SdDOP①②PLE2'AC1B21'15-3薄膜干涉薄膜—油膜、肥皂膜、透明的电介质薄板、夹在两块玻璃板之间的空气薄层或其它流体薄层。D一、薄膜干涉1、2光的光程差：干涉加强干涉减弱反射光的光程差干涉条件为：当光线垂直入射时讨论(1)透射光的光程差透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律。(2)透镜不引起附加的光程差AB焦平面AB焦平面PLDB21'E2'AC1半波损失SM二、等厚干涉——劈尖干涉和牛顿环劈尖角1、劈形膜劈尖干

8、涉明纹暗纹讨论2）在棱边处：为暗纹1）相邻明纹（暗纹）间的厚度差e3）相邻明纹（暗纹）中心间距离lle明纹暗纹(明纹)劈尖干涉条纹的特点：(1)是一组平行于棱边、明暗相间、等间距的直条纹。(2)劈尖角越大，条纹间距越小；当大到一定程度时，条纹过密而分辨不清，因此一般要求角很小。讨论题：在下列三种情况下，干涉条纹将发生怎样的变化？间距不变间距不变变密2）测膜厚1）干涉膨胀仪劈