高二物理競(jìng)賽波動(dòng)光學(xué)課件

1、一、 光的本性第三篇 波 動(dòng) 光 學(xué)牛頓的微粒說：光是由光源發(fā)出的微粒流。惠更斯的波動(dòng)說：光是一種波動(dòng)。1801年，英國物理學(xué)家托馬斯楊首先利用雙縫實(shí)驗(yàn)觀察到了光的干涉條紋，從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了光的波動(dòng)性。1865年，英國物理學(xué)家麥克斯韋從他的電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在，并認(rèn)為光就是一種電磁波。電磁波是橫波：電磁波譜 可見光的波長范圍： 400 nm 760 nm 電場(chǎng)強(qiáng)度的振動(dòng)方向稱為光的振動(dòng)方向。由于對(duì)人眼和感光器件起光化學(xué)作用的是電場(chǎng)光波的振動(dòng)方向：光波是特定頻率范圍內(nèi)的電磁波光矢量：光波中的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的周期性變化光振動(dòng)：光波的相干條件：兩列光波頻率相同，振動(dòng)方向相同，光波源的

2、相位差恒定。普通光源：普通光源的發(fā)光機(jī)制：二、 普通光源的發(fā)光機(jī)理除激光源之外的各種發(fā)光物體；其發(fā)光機(jī)制是自發(fā)輻射處在基態(tài)的電子處在激發(fā)態(tài)的電子原子模型P21普通光源的發(fā)光機(jī)制原子能級(jí)及發(fā)光躍遷基態(tài)激發(fā)態(tài)躍遷自發(fā)輻射波列波列長L隨機(jī)性：間歇性：各原子發(fā)光是斷斷續(xù)續(xù)的，平均發(fā)光時(shí)間t 約為10-8 s，所發(fā)出的是一段長為 L =ct 的光波列。每次發(fā)光是隨機(jī)的，所發(fā)出各波列的振動(dòng)方向和振動(dòng)初相位都不相同。獨(dú)立(不同原子發(fā)的光)兩獨(dú)立光源發(fā)出的兩束光不產(chǎn)生干涉現(xiàn)象把同一波列設(shè)法分成兩部分所獲得的兩列光波才是相干光如何獲得相干光？復(fù)制相干光獨(dú)立(同一原子先后發(fā)的光)tS獲取相干光的方法之一：分波陣面

3、法利用普通光源獲得相干光的基本原理：把由光源上同一點(diǎn)發(fā)的光分為兩部分，然后再使這兩部分疊加起來由于這兩部分光的相應(yīng)部分實(shí)際上都是來自同一發(fā)光原子的同一次發(fā)光，因而滿足相干條件而成為相干光。p *分波陣面法s由狹縫S發(fā)出的同一波陣面的光同時(shí)到達(dá)狹縫1和2，1和2相當(dāng)于兩個(gè)子波源。因它們發(fā)出的光來自于同一波陣面，因而是相干光。波陣面：等相面惠更斯原理（惠更斯作圖法)狹縫：理論上無限小空間相干性第十章 光的干涉同頻率、同振動(dòng)方向兩列光波10.1 干涉的光強(qiáng)分布P點(diǎn)的光強(qiáng)度I：P點(diǎn)的光強(qiáng)度I：平均光強(qiáng)：（1）非相干光（2）相干光平均光強(qiáng)： (k = 0,1,2,3) (k = 0,1,2,3) P點(diǎn)光強(qiáng)度：干涉相長（亮）干涉相消（暗）10. 1楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)設(shè)兩列光波的波動(dòng)方程