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光疏到光密： i1+i2=?/2 时，P 光的反射为0，此时入射角称布儒斯特角 光疏到光密：n1＜n2 ： S 光反射系数负号，i1i2 i1+i2=?，反射光振动有位相突变 自然光 部分 偏振光 部分 偏振光 i1+i2?/2 ，P 光的反射相对少，部分偏振光 自然光 线偏振光 部分偏振光 起偏振角 布儒斯特角 激光器的布儒斯特窗 光疏到光密：掠入射，i1 iB ( rP 0 )； P 光反射光的振动方向与入射光相反，发生了? 的位相突变，称为“半波损失”。 光密到光疏：入射角 i1＝iB 时,p 波的反射为0，不儒斯特角 光密到光疏 n1 n2 ： i1ic 时，i2=?/2，将发生全反射 光密到光疏 n1 n2 ： s 波反射相位变化为0 i1 iB ，p 波反射相位变化?， i1 iB ， p 波反射相位变化0 隐（倏）逝波：实验表明，在全反射时光波不是绝对地在界面上被全部反射回第一介质，而是透过第二介质大约一个波长的深度，并沿着界面流过波长量级距离后重新返回第一介质，沿着反射光方向射出。这个沿着第二介质表面流动的波称为隐逝波。 从电磁场的连续条件看，倏逝波的存在是必然的,因为电场和磁场不会在两介质的界面上突然中断，在第二介质中应有特殊的形式的波存在。 受抑全反射： 当两块棱镜相距很远时，d 很大，入射光被全反射，D1 接收到的光最强； 当贴紧时 d = 0 ，入射光直接透过两棱镜而聚在 D2 上； 当 两镜靠近但又不贴紧时，即d 很小但不等于零，D1 和 D2 上都会接收到光，两者的光强随d 的大小而改变 反射率和透射率 （S 为能流密度） 入射波的光强 入射波的能流 反射波的光强 折射波光强 左：n1n2; 右：n1n2 1.4 应用： 玻（片）堆：利用布儒斯特角入射得到偏振光 (b) 应用： 潜望镜和倒像：利用全反射改变路径或形成倒像 应用： 光导纤维：利用全反射传导光能、传递光学图象、做成各种光纤传感器； 光纤通信、最大入射角、单模和多模、梯度折射率光纤 1.4 光的发射 热辐射 热辐射的电磁波是物体内部微观粒子的热运动状态改变时激发出来的,是物体的固有特性， 只要物体的温度高于绝对零度（0K），物体总是不断的把热能转变为辐射能，向外发出热辐射。 连续光谱，随着温度的升高，辐射的总功率增大，辐射的光谱分布向短波方向移动 平衡辐射和非平衡辐射 工程光学导论 参考书：《工程光学》，田芊、廖廷彪、孙利群著，清华大学出版社，2006 王肇圻，wangzq@nankai.edu.cn 第一章 发光和光波的特性 1.1 人类对光的认识过程 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪初证明了波动说的正确性 这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒” 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性 光子说 光的微粒说：光是沿直线高速传播的粒子流 。 代表人物牛顿。牛顿于1675年提出：“光是一群难以想象的细微而迅速运动的大小不同的粒子”，这些粒子被发光体“一个接一个地发射出来”。 可以解释：光的直进性、影的形成、光的反射和折射、光的色散。 v2 v1 光的复合和分解就像不同颜色的微粒混合在一起又被分开一样 光的波动说：光是某种振动，以波的形式向四周围传播。 代表人物：早期的英国物理学家胡克、后来的荷兰物理学家惠更斯，提出“光是以太的一种纵向波”的假说： 媒质中波动传到的各点, 都可以看作是发射子波的波源, 在其后的任一时刻, 这些子波的包络面就决定了新的波阵面。光的颜色是由其频率决定的。 可解释： （1）光的反射、折射、光的反射和折射可以同时发生。（2）光的独立传播：两束光相遇后，为何仍能沿原方向传播。 干涉现象：英国医生兼物理学家托马斯·杨于1801年进行了 著名的杨氏干涉实验。 衍射现象：法国工程师菲涅耳于1818年演示了小孔衍射。干涉和衍射是波动的重要特征。 介质中的光速测定：1850年，傅科(J.B.L.Foucault法)实验测得：v2 v1，根本上否定了微粒说。 菲涅耳圆孔衍射：观察屏上中央一个亮点，周围明暗相间的圆形条纹；当移动屏时，中央亮点明暗交替变化；改变圆孔尺寸，也有同样现象 电磁说的提出： 随着物理学各方面的发展，麦克斯韦（英）提出了电磁波的理论（1865年），进而提出了光是电磁波的结论： （1）光与电磁波都是横波，传播速度相同，都有干涉、衍射现象。 （2）光的颜色是由电磁波的频率决定，不同频率的色光在介质中波速不同；同一色光在不同介质中，频率不变，波长和波速都要改变。 （3）光与机械波的不同点：机械波传播需要介质，