第12章 波動(dòng)光學(xué)-1

1、光的干涉量子光學(xué)量子光學(xué)以光的直線傳播性質(zhì)和折射、反射定律為基礎(chǔ)，以光的直線傳播性質(zhì)和折射、反射定律為基礎(chǔ)，研究光在透明介質(zhì)中的傳播規(guī)律研究光在透明介質(zhì)中的傳播規(guī)律根據(jù)光的量子性從微觀過(guò)程上研究根據(jù)光的量子性從微觀過(guò)程上研究光與物質(zhì)的相互作用光與物質(zhì)的相互作用 光的波動(dòng)性（干涉、衍射和偏振現(xiàn)象等）1.光的電磁理論2.幾種干涉：楊氏雙縫，薄膜等厚干涉等3.幾種衍射：?jiǎn)慰p、光柵衍射等4.光的偏振現(xiàn)象等一光的電磁理論一光的電磁理論1. 1. 光是光是一段頻率范圍內(nèi)的一段頻率范圍內(nèi)的電磁波電磁波nmHz1410光的顏色：光的顏色：?jiǎn)我活l率的光單色光包含多種頻率的光復(fù)色光一束光的頻率范圍 準(zhǔn)單色光dmi

2、nmax2. 2. 光速和波長(zhǎng)光速和波長(zhǎng)1vrr0010011rrrrcrrnvnnc光在真空中的波長(zhǎng)nc1n03. 3. 光矢量光矢量E E：引起人眼視覺(jué)和底片感光引起人眼視覺(jué)和底片感光二光的相干性二光的相干性1. 1. 干涉現(xiàn)象干涉現(xiàn)象S1S2兩個(gè)普通光源之間普通光源不同位置之間普通光源同一位置前后時(shí)間2 2 普通光源的發(fā)光機(jī)理普通光源的發(fā)光機(jī)理間歇性：間歇性：各原子發(fā)光是斷斷續(xù)續(xù)的各原子發(fā)光是斷斷續(xù)續(xù)的。tcL隨機(jī)性：隨機(jī)性：每次發(fā)光是隨機(jī)的，所發(fā)出各波列的每次發(fā)光是隨機(jī)的，所發(fā)出各波列的頻率頻率、振動(dòng)振動(dòng)方向方向和和振動(dòng)初相位振動(dòng)初相位都都不相同不相同?；鶓B(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) t = t

3、 = 1010-10-10 -10 -10-8 -8 s s分波面與分振幅3. 3. 光程、光程差光程、光程差（重要概念）（重要概念）nrnrnrL0L Lnr光程光程：定義為光在介質(zhì)中的傳播路程：定義為光在介質(zhì)中的傳播路程r r與該介質(zhì)折射率與該介質(zhì)折射率n n的乘積的乘積把介質(zhì)中的路程折算成真空中的路程L=nr介質(zhì)中完整波的數(shù)目換成在真空中的長(zhǎng)度S1S2n2n1r1r2P光程差光程差1122rnrnP點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱求兩路徑的光程和光程差)(21212rr k2)12(kk2) 12(k明暗相間，相互平行，關(guān)于中心對(duì)稱，等間距的條紋。明暗相間，相互平行，關(guān)于中心對(duì)稱，等間距的條紋。1

4、 1 明暗條件與條紋特點(diǎn)明暗條件與條紋特點(diǎn) C12rrk2)12(k,.)2 , 1 , 0( k,.)2 , 1( k加強(qiáng)，明紋加強(qiáng)，明紋減弱，暗紋減弱，暗紋Dd Dxtansinsin12drrDxddrrsin12k2) 12(k,.)2 , 1 , 0( k,.)2, 1(k明紋明紋暗紋暗紋1122rnrn12rr )1(12 nn暗明), 2, 1(2) 12(), 2, 1, 0(kDdkkDdkx1 1）P P點(diǎn)的明暗條件點(diǎn)的明暗條件 Cx明/暗紋中心的位置k明/暗紋的級(jí)數(shù)=0=0沒(méi)有沒(méi)有0 0級(jí)暗紋級(jí)暗紋2 2）相鄰明（暗）條紋間距）相鄰明（暗）條紋間距 Ddxxxkk1xDd

5、x如何測(cè)波長(zhǎng)？dDx測(cè)相鄰兩條？測(cè)亮紋暗紋？如何減小誤差？若使用白光光源?2k1k3k2k1k3k1、在屏幕上、在屏幕上x(chóng)=0處各種波長(zhǎng)的光處各種波長(zhǎng)的光 均為均為零，即各種波長(zhǎng)的零級(jí)條紋發(fā)生重疊，零，即各種波長(zhǎng)的零級(jí)條紋發(fā)生重疊，形成白色明紋。形成白色明紋。3、不同波長(zhǎng)的光相鄰條、不同波長(zhǎng)的光相鄰條紋間距不同紋間距不同2、同一級(jí)次的各色條紋中，波、同一級(jí)次的各色條紋中，波長(zhǎng)短的距中心較近，反之則較長(zhǎng)短的距中心較近，反之則較遠(yuǎn)。明紋位置遠(yuǎn)。明紋位置dDkx隨著級(jí)數(shù)的增加，隨著級(jí)數(shù)的增加，不同級(jí)的條紋會(huì)不同級(jí)的條紋會(huì)重疊重疊dDx 解：解： enDdxenrrerner) 1() 1()(1212（1 1）光屏上任一點(diǎn)）光屏上任一點(diǎn)P P到兩光源的光程差到兩光源的光程差零級(jí)明條紋：零級(jí)明條紋：楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（復(fù)習(xí)要點(diǎn)）實(shí)驗(yàn)裝置和條件：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果：k2)12(k,.)2, 1 ,0(k,.)