医学物理学：17第十三章 波动光学（一）

1、安培环路定律,磁场对电流的作用,对运动电荷,对载流导线,霍耳效应,复 习,光的干涉,本次课程内容,波动光学（一）,第十三章 波 动 光 学,wave optics,光是一种电磁波。,可 见 光,第一节 光 的 干 涉,一、光的相干性（coherence of light）,复习问题,波动理论中，两列波产,生相干波的条件（相干条件）,是什么？,答案,相干的三个条件是：,1. 频率相同；,2. 振动方向相同；,3. 相位差恒定。,水波的干涉图样,产生光的干涉现象不像产生水波的干涉现,象那么容易。,主要的原因是满足相干条件的两,列光波不容易得到。,这也就导致了历史上光的,波动性很长时间没有被证实，进

2、而没有被重视。,要实现光的干涉，现在的方法是用某种手,段将同一光源的同一点发出的光波分成两束光,波，使它们经过不同的路程后再相遇。,上述光源称为相干光源，对应的光称为相,干光。,在波动理论中，发生干涉现象时，会产生,干涉加强和干涉减弱。,并且干涉加强和干涉减,弱与所考察点的相位差密切相关。,而相位差又,与所考察点到两列波的波源（相干波源）的距,离差（路程差）密切相关。,二、光程 光程差（optical path & optical path,difference),光在不同的介质中传播的速度是不同的。,记光在真空中的传播速度为 c ，而在某介质中,传播的速度为 u ，,则 c / u 称为该介

3、质的折射率，,记为 n ，,即,（空气中约为 1 ）,如果光在折射率为 n 的介质中通过的路程,为 r ，,则将折射率 n 与路程 r 的乘积 nr 称为光,程。,两列相干光波源到同一点的光程之差称为,光程差。,注意,1. 光在折射率为 n 的介质中通过的路,程 r ，,相当于在真空中通过的路程 nr , 光程。,2. 光的干涉加强与减弱与光程差密切相关。,的光程为 r 。,的光程为,折射率为 n,两者的光程差为,三、杨氏双缝实验,杨氏双缝实验示意图,依据波动理论，可以证明：,对应不同的 k 值，称为第 k 级明（暗）条纹。,第 0 级条纹称为中央明条纹。,依据上述结论，可以得到相邻明条纹（或

4、暗条,纹）中心间的距离为,例,解题提示,四、洛埃德镜实验,洛埃德镜实验示意图,光屏与镜面接触处是暗纹。,表明反射光多走了或少走了,半个波长的距离，这种现象称为,半波损失。,暗纹,注意,洛埃德镜实验不但显示了光的干涉,现象，,而且更重要的是证明了光由光疏,介质射向光密介质表面发生反射时，反,射光会发生半波损失。,五、薄膜干涉,折射率为 n,半波损失,减弱,加强,小 结,光的相干性 干涉叠加性 杨氏双缝实验 洛埃德镜实验,相干条件,相干光源的产生,折射率,光程 光程差,明暗条纹的判定,相邻条纹距离公式,（半波损失）,光 的 干 涉,水波的干涉图样,三、杨氏双缝实验,杨氏双缝实验示意图,二、光程 光

5、程差（optical path & optical path,difference),光在不同的介质中传播的速度是不同的。,记光在真空中的传播速度为 c ，而在某介质中,传播的速度为 u ，,则 c / u 称为该介质的折射率，,记为 n ，,即,（空气中约为 1 ）,如果光在折射率为 n 的介质中通过的路程,为 r ，,则将折射率 n 与路程 r 的乘积 nr 称为光,程。,两列相干光波源到同一点的光程之差称为,光程差。,注意,1. 光在折射率为 n 的介质中通过的路,程 r ，,相当于在真空中通过的路程 nr , 光程。,2. 光的干涉加强与减弱与光程差密切相关。,依据波动理论，可以证明：,对应不同的 k 值，称为第 k 级明（暗）条纹。,第 0 级条纹称为中央明