清華大學(xué)物理課件波動光學(xué)1

1、大學(xué)物理 電子教案 波動光學(xué) 1第五篇 波動光學(xué)光學(xué)幾何光學(xué) 波動光學(xué)量子光學(xué)用波動理論解釋光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象波動光學(xué)：第21章 光波的干涉 211、 光的干涉波動方程： 二、光的干涉1、條件振動方向相同頻率相同有恒定的位相差電場強(qiáng)度的振動 磁場強(qiáng)度的振動振動方程：一、光振動：光波是電磁波三 、獲得相干光的方法1、分波陣面法楊氏實(shí)驗(yàn)菲涅耳雙鏡洛埃鏡雙面鏡 雙棱鏡 2、分振幅法 薄膜干涉 等傾干涉等厚干涉2、相長、相消的條件：托馬斯.楊中央明紋零級暗紋零級暗紋一級明紋一級明紋一級暗紋一級暗紋212分波陣面干涉一、楊氏實(shí)驗(yàn)平面波球面波二、明暗條紋的位置（真空中）：注意：* O 點(diǎn)處 r =

2、0 （k=0） 是中央明紋（零 級明紋）*中央明紋兩側(cè)出現(xiàn)兩條零級暗紋零 級明紋1、程差條件P 點(diǎn)的坐標(biāo)（距 O 點(diǎn)很近）代入程差條件得：1、程差條件2、坐標(biāo)條件零 級明紋討論:（1）相鄰兩條明（暗）紋的間距 X=（D d） 條紋間距相等與級數(shù)無關(guān)，干涉圖樣是 等間距明暗相間條紋。（2） X d d ， ， x 條紋越清晰（4） =( x.d) D 由此，可測出各種光波的波長 （3）X k 若白光入射，得彩色條紋分布三、光程、光程差 若圖1真空中的 P 點(diǎn)滿足 r2 -r1 =k , P 點(diǎn)一定是一亮點(diǎn)，圖2有介質(zhì)時 P 點(diǎn)是否還是亮點(diǎn)呢？設(shè)光在真空中的波長為 ，介質(zhì)中為 有：圖2*介質(zhì)中X長

3、度內(nèi)波的個數(shù)為* “ n X” 稱為光在介質(zhì)中通過 X 的光程*顯然 ，占 n X 這么長它在真空中占多長？ 圖1P介質(zhì)中的明暗條件光程差條件：三、楊氏實(shí)驗(yàn)的又一裝置 P點(diǎn)的明暗條件與真空中完全相同焦平面 費(fèi)馬原理：從垂直于平行光的任一平面算起，各平行光線到會聚點(diǎn)的光程相等（即透鏡不附加光程差）。光程差 仍有：四、時間相干性原子發(fā)光是間歇性的，每個波列持續(xù)的時間是各波列位相關(guān)系不固定，不同波列相遇不能產(chǎn)生干涉。普通光源的相干長度： 理論證明相干長度可達(dá)幾百公里激光的相干長度 ：五、楊氏雙縫干涉圖形的強(qiáng)度分布S1 、S2 在P點(diǎn)引起的光振動為合振動為可以證明看出 P 點(diǎn)的強(qiáng)度 I 如何隨 角變化（即：隨位相變化）注意 1、實(shí)際上4I0 就是各級明紋的強(qiáng)度， 2、在狹縫很窄時 （以保證兩縫處E10 =E20 =E0 ） 3、如果 P 點(diǎn)兩振動的振幅不等，則有中央明紋附近的強(qiáng)度分布如下：（取決于 ） 五、洛埃鏡明暗條紋的位置真空中：介質(zhì)中：將屏移到 A 、 B 處，證實(shí)了半波損失的存在作業(yè) 214、5、6、10 決不要 把學(xué)習(xí)