8 光的干涉(1-3)（2011）.课件.ppt

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波动光学
几何光学
波动光学
量子光学14
(以光的直线传播为基础:光的独立传播定律、光的反射和折射定律)
光
学
物理光学
实验基础:光的干涉、衍射、偏振现象
理论基础:麦克斯韦电磁场理论
模型:电磁波
涉及范围:光的传播及其规律
实验基础:光电效应、康普顿效应
理论基础:量子论
模型:光量子
涉及范围:光和物质的相互作用
2
光学的发展:
现代光学
波动光学:
光的干涉、衍射、偏振
光的波动性
光的偏振现象
光的电磁波理论
光的横波性
光的干涉
光的衍射
几何光学
波动光学
量子光学
17世纪
19世纪
20世纪
可见光波长范围
可见光颜色对照
8-1光波及其相干条件
一、光波的描述方法
光强:在光学中,通常把平均能流密度称为光强,
用表示。
主要讨论的是相对光强
光波是电磁波,光波中起感光作用的是电场强度E矢量,称为光矢量。E矢量的振动称为光振动。
(1Å=10-10m)
红外区
可见光
紫外区
紫外
红外
二、光的叠加性相干条件
图1两列波的叠加
两频率相同、光矢量方向相同、相位差恒定的光波在p点相遇:
1、非相干叠加
独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变”
叠加后光强等于两光束单独照射时的光强之和,无干涉现象
要使两列波在P处产生相干叠加:
两列波的条件:
(1)频率相同
(2)振动方向相同
(3)具有固定的位相差
相干光
波
独立(不同原子发的光)
·
独立(同一原子先后发的光)
问题1:两个独立的普通光源可能成为一对相干光源?
NO!
发光的随机性
发光的间隙性
普通光源中,由于各个原子的激发和辐射都参差不齐、彼此间又没有联系,是自发辐射,因此具有:
因为光波是由光源中原子、分子等微观客体发射的,而微观客体的发光过程又是一种量子过程。

=(E2-E1)/h
E1
E2


完全一样(频率,位相,振动方向,传播方向)
——是相干光源
问题2、激光是相干光源?(激光——受激辐射)
两个独立的光源不可能成为一对相干光源。
钠
光
灯A
钠
光
灯B
两束光
不相干!
1、分波前的方法杨氏干涉
2、分振幅的方法等倾干涉、等厚干涉
3、分振动面的方法偏振光干涉
p
S*
分波前法
杨氏双缝
分振幅法
·
p
薄膜
S*
三、获得相干光波一般方法
所以,在相同的时间内,光在介质中所走的路程可折算为光在真空中通过的路程。
(光程=折射率×几何路程)
光程
将光在介质中所走的路程,折算为在真空中的路程。
为了便于计算