大學(xué)物理（下冊）課件11.1光源的發(fā)光機(jī)制 光的相干性

光學(xué)：既是物理學(xué)中最古老的一門基礎(chǔ)學(xué)科，又是當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域中最活躍的前沿陣地之一，具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前途。A.幾何光學(xué)；B.波動光學(xué)；C.量子光學(xué)；D.現(xiàn)代光學(xué)；光學(xué)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)B。1.光是電磁波：平面電磁波方程3.真空中的光速：2.光矢量：

在引起眼視覺和底片感光上起主要作用，故用其表示光矢量；4.可見光的范圍：11.1光源的發(fā)光機(jī)制光的相干性1.相干光源相干光源：同頻率、同方向、恒定相位差的兩列波為相干波，相應(yīng)的波源是相干光源?？陀^實(shí)際：通常的獨(dú)立光源都不是相干光源。2.光源的發(fā)光機(jī)制原子能級及發(fā)光躍遷基態(tài)激發(fā)態(tài)躍遷自發(fā)輻射常見光源的發(fā)光過程：具有較高能量的粒子向低能級躍遷時產(chǎn)生輻射。特點(diǎn)：發(fā)光時間短；大量粒子彼此獨(dú)立；11.1.1光源的發(fā)光機(jī)制P21普通光源發(fā)光特點(diǎn)：結(jié)論：無論是兩個獨(dú)立光源，還是同一光源上不同部位發(fā)出的光，均不滿足相干條件，故不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。原子發(fā)光是斷續(xù)的，每次發(fā)光形成一長度有限的波列,各原子各次發(fā)光相互獨(dú)立，各波列互不相干。問題：如何獲得相干光源？11.1.2光的相干性1.兩波源頻率相同；2.兩波振動方向平行；3.兩波源相位差恒定；波的相干條件：同理：滿足相干條件的兩束光波相遇時，則在光波疊加區(qū)域形成穩(wěn)定的、強(qiáng)弱相間的光強(qiáng)分布，光波的這種疊加稱為相干疊加．滿足相干條件的光源稱為相干光源．

1.干涉加強(qiáng)條件:2.干涉減弱條件:(1)(2)光波干涉加強(qiáng)與減弱條件:b.光波干涉：兩光源初相差可保證為零，故僅剩一個因素，波程差＝幾何路程差；a.機(jī)械波干涉：兩相干波空間相遇，其干涉加強(qiáng)、減弱，取決于兩波源初相差及兩者至該點(diǎn)波程差：(1)

波程差:；波源初相差：；(2)真空中波長幾何路程差11.1.3光程和光程差問題：若在同種介質(zhì)中傳播，(2)式就可解決光的干涉問題，但當(dāng)光通過不同介質(zhì)傳播時出現(xiàn)問題，光的波長與介質(zhì)有關(guān)：，這時僅考慮幾何路程就行不通了！因此需要引入光程差！介質(zhì)中的波長：真空中的波長介質(zhì)的折射率相位差涉及兩個因素：幾何路程差、介質(zhì)中波長；于是有：1.光程：介質(zhì)的折射率與光波幾何路程之積nr；2.光程差:相位差:(4)(4)式表示：相位差僅取決于光程差！*P*

干涉加強(qiáng)條件:干涉減弱條件:于是由干涉加強(qiáng)、減弱條件得：結(jié)論：光波干涉強(qiáng)度分布取決于該處相干光的相位差，而相位差又取決于光程差，故光程差是討論光波干涉的出發(fā)點(diǎn)，是波動光學(xué)的主題歌。(5)(6)討論光波干涉問題的步驟：1.求總光程差(含附加光程差)；2.由干涉加強(qiáng)、減弱條件得結(jié)果；3.討論干涉花樣；(5)干涉加強(qiáng):(6)干涉減弱:光程差表出干涉加強(qiáng)、減弱條件：ABAB焦平面結(jié)論：透鏡不引起附加光程差；解釋：平行光束經(jīng)透鏡匯聚焦平面上成一亮點(diǎn)F，說明光束波前上相