14-1光源 光相干性 .pptVIP

太原理工大学物理系 太原理工大学物理系 第五篇 光学 光学：研究光的本性、光的传播以及光和物质相互作用规律的学科。它可分为 几何光学：以光的直线传播为基础，研究光在透 明介质中反射、折射的传播规律。 物理光学 波动光学：以光的波动性为基础，研 究光的传播规律。 现代光学 量子光学：以光的粒子性为基础，研 究光和物质的相互作用规律。 全息摄影术 傅里叶光学（非线性光学）：它是光信息处理、成像理论、象质评价的基础。 光学 第13章不讲 光的衍射 光的干涉（§14―1～5） 光的偏振 波动光学 （§14―7～9） （§14―10～15） §14-1 光源 光的相干性 一、光 光源 光是一定频率的电磁波，用电场强度 、磁场强度 来描述。 1.光 （P86三，下3-5行） 第十四章 波动光学 光是横波 光具有波动性 可见光 注： 在光波中，产生感光作用和生理作用的是电场强度 ，故将 又称为光矢量， 的振动称为光振动。 称为光振幅。 P85,第1段,1-3行 ? P86三下3-6行 冷光源：利用化学能、电能、光能激发的光源。 普通光源 激光光源 热光源：利用热能激发的光源。 2.光源 说明： 附：普通光源发光机理 发光时间△t～10-8秒 光波列 波列长L = c △t 光源的最基本发光单元是分子、原子。 原子能级及发光跃迁 基态 激发态 跃迁 自发辐射 1）普通光源：a）发光属于自发辐射。 (不同原子发的光) · · b）发光特点：独立性、随机性、间歇性 （独立） P85,第2段，第1行 P85,第2段，第5，7行开头处 可见，普通光源发出的光，无固定的位相差关系、且它们的频率、振动方向也不一定相同，因此它们在空间相遇不满足干涉条件。 （同一原子先后发的光） （独立） 2）激光光源：发光属于受激辐射 ? = (E2-E1)/h E1 E2 ? ? ? (频率、相位、振动方向) 完全一样 激光光源能发出频率、相位、振动方向、传播方向相同的光.可见，激光的相干性好。 单色光:如果光源发出的光波具有恒定单一频率的简谐波，这是理想的单色光（具有单一频率的光）。 二、光的单色性 实际光源发出的光，在某个中心频率(波长)附近有一定频率(波长)范围的光。 ? 、? 波长：λ～ λ +Δλ 频率 ? ～ ?+Δ? P85,第3段，第1行 谱线宽度：I0/2( I0是谱线最大强度)处的谱线的波长范围??(或频率范围??),(??越小,光源单色性越好). ?? ?0 ? o I I0 I0/2 谱线宽度 普通单色光 ??： 10-3 ? 0.1 nm 激光 ??： 10-9 ? 10-6 nm 复色光：各种频率复合的光。如：太阳光、白炽灯发的光等。 普通光源所发光为复色光,单色光源发光为单色光.激光为最好的单色光. 说明： P85,第3段，第3，4行 三、光的相干性 1.干涉现象 两列光相遇时,在空间形成明暗相间的稳定干涉图样的现象. 2. 相干光条件 P86,三下面，第8行 两列光波 频率相同 振动方向相同 相位相同或相位差恒定