分子物理-9.1 波动光学.pptVIP

以上杨氏双缝干涉中，我们所讨论的是在同一、均匀介质中，两束相干光经过不同的路径传播而产生干涉。但是在实际中，当两束相干光通过不同的媒介传播，就要用到光程的概念。。。。当光的传播历经多种介质时，光程是各个介质光程的加和。。。光程差即是光程之差。 ---光的传播过程中，如遇到透镜，则只改变光的传播方向，而不对光程产生影响。如图所示。。。 * * * * 由以上两个式子相减得到：。。。从而可以得出以下结论：1。。。2。。。由图可见，当减小双缝间距d，或增大缝、屏之间距离D时，间距变大，反之，条纹间距变小。 * S为光源，S’为其像点，图中蓝色的一段实线表示镜面，光源距屏幕的距离为D。光从s点出发，一部分直接照射到光屏上，为黄色区域，光波记为W1。另外一部分经过平面镜反射，看起来像是从像点S’发出的光，为蓝色区域，光波记为W2。W1和W2在绿色区域相遇的波，就产生了干涉现象，在光屏上呈现干涉条纹。 ----光由光疏介质射向光密介质时，反射光会发生半波损失。 * 一.光的干涉 1.相干光的获得 2.光程 3.干涉分类 等厚干涉 等倾干涉 杨氏双缝干涉 菲涅尔双棱镜干涉 洛埃境干涉 1.双光干涉(波阵面分割) 2.薄膜干涉 (振幅分割) 迈克尔逊干涉仪 平行平面薄膜干涉 劈尖干涉 牛顿环干涉 迈克尔逊干涉仪 波动光学：光的干涉、衍射、偏振 二. 光的衍射 三. 光的偏振 1.菲涅尔衍射(近场) 2.夫琅禾费衍射(远场) 1.自然光和光的偏振现象 2.偏振光的获得 3.偏振光的检测 夫琅禾费单缝衍射 夫琅禾费圆孔衍射 光栅衍射 x射线衍射 9.1 光的干涉 1、波的相干条件：振源频率相同、振动方向相同、相位差恒定. 2、普通光源由原子、分子发出的许多波列构成。 一. 相干光的获得 独立 (不同原子发的光) · · 独立(同一原子先后发的光) 结论：普通波列不能构成相干光源。 间歇性: 各原子发光是间歇的,平均发光时间?t约为10-8～10-11s, 随机性: 每次发光是随机的, 所发出各波列的振动方向和振动初相位都不相同. 3、相干光源：同一原子发出的同一波列,分成两束后成为相干光 分波阵面法: 当从同一个点光源或线光源发出的光波到达某平面时, 由该平面(即波前)上分离出两部分. 杨氏双缝干涉就是采用了这种方法. 分振幅法: 利用透明薄膜的上下两个表面对入射光的反射而产生的两束光. 薄膜干涉就采用这种方法。 1、光程 光在媒质中的路程与该媒质折射率的乘积 二.光程 光程差（Optical Path Difference） L=nd 为了便于计算相干光在不同介质中传播相遇时的相位差，引入光程的概念。 光在真空中传播 光在介质中传播 C λ u 1、光程 光在媒质中的路程与该媒质折射率的乘积 多种介质 总光程： 二.光程 光程差（Optical Path Difference） L=nd …… …… n1 n2 ni d1 d2 di ? L=n1d1+n2d2+…+nidi 光程本质：光在介质中通过的路程折合到同一时间内在真空中通过的相应路程. 2.光程的物理意义: 光干涉问题的关键在于计算光程差. ? =L2-L1 3.光程差: 引入光程和光程差后，为计算光通过不同介质时的干涉带来方便。 使用透镜不会产生附加光程差 各路等光程 S1 S2 P Q 光程 光程差 例1.求相干光源到P点的光程差 · S1 S2 r1 r2 d n p 9.1.1 杨氏实验 1801年,Thomas Young (1773-1829) 9.1.1 杨氏实验 S d D ? ? P 9.1.1 杨氏实验 r2 r1 r θ P O D 屏幕 θ N d S1 S2 M ①光程差： 近轴 x eg 杨氏双缝实验 干涉形成条件 : r2 r1 r θ θ d S1 S2 M O D N δ P 明纹位置: 暗纹位置: k=0，中央明纹；k=1、2…第一级、第二级明纹 k=1,2… k=1、2…第一级、第二级暗纹 eg O D 屏幕 r2 r1 r θ P θ N d S1 S2 M x 中央明纹 一级明纹 一级明纹 二级明纹 二级明纹 三级明纹 三级明纹 一级暗纹 一级暗纹 二级暗纹 二级暗纹 三级暗纹 三级暗纹 △x △x 例：已知杨氏双缝干涉中，两缝相距2.2*10-4m，屏与狭缝相距0.94m，两个三级明纹的距离是1.5*10-2m，求所用光波的波长 已知d=2.2*10-4m，D=0.94m， 6△x=1.5*10-2m 代入得：λ=585nm =1.5*10-2m， 解： 杨氏双缝实验 D=0.3m d=0