光源光的单色性和相干性双缝干涉洛埃镜教程课件

第13章波动光学基础第13章波动光学基础§13.1光是电磁波一.电磁波1.电磁波的产生凡做变速运动的电荷都是电磁波的波源例如：天线中的振荡电流分子或原子中电荷的振动2.对电磁波平面简谐电磁波的性质(1)(2)电磁波是横波•的描述（平面简谐波）和传播速度相同、相位相同§13.1光是电磁波一.电磁波1.电磁波的产生(3)波速(4)电磁波具有波的共性——在介质分界面处有反射和折射真空中折射率电磁波在真空中传播速率c与在某种介质中的传播速率u之比称为该介质的折射率(5)波的强度(3)波速(4)电磁波具有波的共性——在介质分界面处有二.光是电磁波光色波长(nm)频率(Hz)中心波长(nm)红760~622

660

橙622~597610

黄597~577

570绿577~492540

青492~470

480兰470~455

460紫455~390

430可见光七彩颜色的波长和频率范围二.光是电磁波光色波长(nm)频率(§13.2

光源光波的叠加一.光源(1)热辐射(2)电致发光(3)光致发光(4)化学发光能级跃迁波列波列长

L=c自发辐射非相干(不同原子发的光)非相干(同一原子先后发的光)..自发辐射E2E1(5)同步辐射光源(6)激光光源受激辐射§13.2光源光波的叠加一.光源(1)热辐射(2)二.单色光包含多种频率的光——复色光具有单一频率的光——单色光严格的单色光是不存在的，任何光源发出的光波都有一定的频率范围，当Δλ较小时可以认为是单色光——准单色光获得单色光的方法①棱镜色散②滤光片③单色光源④激光二.单色光包含多种频率的光——复色光具有单一频率的光—·三.光波的叠加光强P12r1r2··当干涉项,非相干叠加,相干叠加当干涉项讨论1.非相干叠加(1)(2)不恒定

(3)非相干叠加时·三.光波的叠加光强P12r1r2··当干涉项,非相干叠(1)相长干涉（明）(2)相消干涉（暗）2.相干叠加如果如果相干条件:(1)频率相同(2)相位差恒定(3)光矢量振动方向平行(1)相长干涉（明）(2)相消干涉（暗）2.相干叠加如果§13.3获得相干光的方法杨氏实验

获得相干光的方法1.分波阵面法（杨氏实验)2.分振幅法（薄膜干涉)分波阵面

s1

s2

P

s

12n

1n2n3分振幅§13.3获得相干光的方法杨氏实验获得相干光的方法1（分波阵面法）

一.杨氏实验明条纹位置明条纹位置明条纹位置•实验现象（分波阵面法）一.杨氏实验明条纹位置明条纹位置明条纹位•理论分析很小•理论分析很小光强极小光强极大位置

光强极大

光强极小位置光强极小光强极大位置光强极大光强极小位置光强分布•光强极大位置

光强极小位置平行的等间距的明暗相间的条纹(1)屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为(3)当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地排列着几条彩色条纹讨论(2)已知d,D

及Δx,可测Ik012-1-24I0x0x1x2x-2x-1光强分布•光强极大位置光强极小位置平行的等间距的明暗相间的(4)考虑将缝光源垂直于水平轴上、下移动对干涉条纹的影响。屏单缝双缝SS1S2S’条纹将向下平移如图：(5)考虑将缝光源沿水平轴前后移动对干涉条纹的影响。条纹分布不变，亮度变化。(4)考虑将缝光源垂直于水平轴上、下移动对干涉条纹的影响。二.洛埃镜（洛埃镜实验结果与杨氏双缝干涉相似）接触处,

屏上O点出现暗条纹半波损失相当于入射波与反射波之间附加了一个半波长的波程差•暗纹明纹

二.洛埃镜（洛埃镜实验结果与杨氏双缝干涉相似）接触处,(1)明纹间距分别为(2)双缝间距

d

为双缝干涉实验中，用钠光灯作单色光源，其波长为589.3nm，屏与双缝的距离D=600mm解例求(1)d=1.0mm和d=10mm，两种情况相邻明条纹间距分别为多大？(2)若相邻条纹的最小分辨距离为0.065mm，能分清干涉条纹的双缝间距

d最大是多少？(1)明纹间距分别为(2)双缝间距d为双缝干涉实验中用白光作光源观察杨氏双缝干涉。设缝间距为d

，缝面与屏距离为D解

最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光例可见光在400~760nm范围内，明纹位置为求能观察到的清晰可见光谱的级次清晰的可见光谱只有一级用白光作光源观察杨氏双缝干涉。设缝间距为d，缝面与屏距离为例

以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。

(1)从第一级明