第12章 波动光学-1

1、光的干涉量子光学量子光学以光的直线传播性质和折射、反射定律为基础，以光的直线传播性质和折射、反射定律为基础，研究光在透明介质中的传播规律研究光在透明介质中的传播规律根据光的量子性从微观过程上研究根据光的量子性从微观过程上研究光与物质的相互作用光与物质的相互作用 光的波动性（干涉、衍射和偏振现象等）1.光的电磁理论2.几种干涉：杨氏双缝，薄膜等厚干涉等3.几种衍射：单缝、光栅衍射等4.光的偏振现象等一光的电磁理论一光的电磁理论1. 1. 光是光是一段频率范围内的一段频率范围内的电磁波电磁波nmHz1410光的颜色：光的颜色：单一频率的光单色光包含多种频率的光复色光一束光的频率范围 准单色光dmi

2、nmax2. 2. 光速和波长光速和波长1vrr0010011rrrrcrrnvnnc光在真空中的波长nc1n03. 3. 光矢量光矢量E E：引起人眼视觉和底片感光引起人眼视觉和底片感光二光的相干性二光的相干性1. 1. 干涉现象干涉现象S1S2两个普通光源之间普通光源不同位置之间普通光源同一位置前后时间2 2 普通光源的发光机理普通光源的发光机理间歇性：间歇性：各原子发光是断断续续的各原子发光是断断续续的。tcL随机性：随机性：每次发光是随机的，所发出各波列的每次发光是随机的，所发出各波列的频率频率、振动振动方向方向和和振动初相位振动初相位都都不相同不相同。基态基态激发态激发态 t = t

3、 = 1010-10-10 -10 -10-8 -8 s s分波面与分振幅3. 3. 光程、光程差光程、光程差（重要概念）（重要概念）nrnrnrL0L Lnr光程光程：定义为光在介质中的传播路程：定义为光在介质中的传播路程r r与该介质折射率与该介质折射率n n的乘积的乘积把介质中的路程折算成真空中的路程L=nr介质中完整波的数目换成在真空中的长度S1S2n2n1r1r2P光程差光程差1122rnrnP点的振动是加强还是减弱求两路径的光程和光程差)(21212rr k2)12(kk2) 12(k明暗相间，相互平行，关于中心对称，等间距的条纹。明暗相间，相互平行，关于中心对称，等间距的条纹。1

4、 1 明暗条件与条纹特点明暗条件与条纹特点 C12rrk2)12(k,.)2 , 1 , 0( k,.)2 , 1( k加强，明纹加强，明纹减弱，暗纹减弱，暗纹Dd Dxtansinsin12drrDxddrrsin12k2) 12(k,.)2 , 1 , 0( k,.)2, 1(k明纹明纹暗纹暗纹1122rnrn12rr )1(12 nn暗明), 2, 1(2) 12(), 2, 1, 0(kDdkkDdkx1 1）P P点的明暗条件点的明暗条件 Cx明/暗纹中心的位置k明/暗纹的级数=0=0没有没有0 0级暗纹级暗纹2 2）相邻明（暗）条纹间距）相邻明（暗）条纹间距 Ddxxxkk1xDd

5、x如何测波长？dDx测相邻两条？测亮纹暗纹？如何减小误差？若使用白光光源?2k1k3k2k1k3k1、在屏幕上、在屏幕上x=0处各种波长的光处各种波长的光 均为均为零，即各种波长的零级条纹发生重叠，零，即各种波长的零级条纹发生重叠，形成白色明纹。形成白色明纹。3、不同波长的光相邻条、不同波长的光相邻条纹间距不同纹间距不同2、同一级次的各色条纹中，波、同一级次的各色条纹中，波长短的距中心较近，反之则较长短的距中心较近，反之则较远。明纹位置远。明纹位置dDkx随着级数的增加，随着级数的增加，不同级的条纹会不同级的条纹会重叠重叠dDx 解：解： enDdxenrrerner) 1() 1()(1212（1 1）光屏上任一点）光屏上任一点P P到两光源的光程差到两光源的光程差零级明条纹：零级明条纹：杨氏双缝干涉实验（复习要点）实验装置和条件：实验现象和结果：k2)12(k,.)2, 1 ,0(k,.)