8 光干涉.ppt

加强条件( 相长干涉) = 2k
减弱条件(相消干涉) = (2k+1)
驻波:
波节:
波腹:
振幅最大处(2A)
振幅=0
复****br/>波动光学
第三章光的干涉
第四章光的衍射
第五章光的偏振
牛顿的微粒说:
人类对光的认识过程
光的直线传播→微粒→以力学定律运动,解释了反射、折射
解释牛顿环:“发生了容易的反射和折射”
惠更斯创立波动说:
惠更斯原理
波动说由托马斯· 杨、菲涅耳的实验验证
19世纪,法拉第、麦克斯韦、赫兹
→光是电磁波,媒质是以太
1900年,普朗克提出量子论→光子,解释了热辐射、光电效应、光压现象——微粒性
光的干涉、衍射、偏振证实光是波——波动性
两种理论无法解释对方的现象→无法统一
20世纪,
德布罗意提出物质波概念才得以统一
光和物质一样都具有波粒二象性
从整体看,光既不是纯粹的波,也不是纯粹的微粒,亦不是他们的混合物
20世纪50年代以来,光学开始了一个新的发展时期
激光、纤维光学(光纤)、红外技术
光学分类
几何光学——光的直线传播规律
物理光学
波动光学
量子光学
——干涉、衍射、偏振
——光和物质的相互作用
现代光学
1960年梅曼第一台红宝石激光器
非线性光学、激光光谱、信息光学、全息、光纤通讯、集成光学、统计光学等
第三章光的干涉
§1 光的相干性
一. 光源
光源的最基本发光单元是分子、原子
= (E2-E1)/h
E1
E2
能级跃迁辐射
波列
波列长L =  c
1. 普通光源:
独立(不同原子发的光)
·
·
独立(同一原子先后发的光)
自发辐射
2. 激光光源:受激辐射
= (E2-E1)/h
E1
E2



完全一样(频率,位相,振动方向,  传播方向)
二. 相干光的获得
干涉条件:
同频、同方向、恒定相差
·
·
自身相干
p
S *
分波面法
分振幅法
·
p
薄膜
S *
相干长度
§2 杨氏双缝干涉
一. 双缝干涉
p
·
r1


r2

x
x0
x
I
x
x
D
d
o
单色光入射
d >>λ,D >> d (d 10 -4m, D  m)
波程差:
相位差:
明纹条件:
暗纹条件:
条纹间距(相邻明纹中心间隔):
(1) 一系列平行的明暗相间的条纹;
(3) 中间级次低;
(r2-r1)=0时,k=0 中央明纹
(4)
条纹特点:
(2) 不太大时条纹等间距;
某条纹级次= 该条纹相应的(r2-r1)/
p
·
r1


r2

x
x0
x
I
x
x
D
d
o
复色光入射k=2,3…条纹重叠


二. 光强分布
若 I1 = I2 = I0 ,
光强曲线
I
0

2
-2
4
-4
k
0
1
2
-1
-2
4I0
x
0
x1
x2
x -2
x -1
相长干涉(明)
相消干涉(暗)
三. 条纹衬比度(对比度,反衬度)
I
o

2
-2
4
-4
4I1
衬比度差(V < 1)
衬比度好(V = 1)
I
Imax
Imin
o

2
-2
4
-4
描述条纹的明显程度