光学基础-波动光学（眼镜光学技术课件）

薄膜干涉日常生活中的一些现象薄膜干涉原理：同一入射光在两个面上反射得到两束反射光，属于相干光。半波损失：光从光疏介质射向光密介质表面的反射光，其相位发生了半个周期的变化。（相当于多走了（或少走了）半个波长）。加强减弱加强减弱讨论：应用：光学透镜上涂抹增透膜。（氟化镁）防紫外线衣服、防紫外线伞、太阳镜等的设计原理光的干涉一、相干光源光的干涉现象：两列光波叠加时，有些点振动加强，有些点振动减弱，形成稳定的明暗相间的条纹。

光的干涉相干条件：频率相同振动方向相同相位差恒定此外，两束光的光程差不能太大。两束光的强度不要相差太大。获得相干光的方法：分波阵面法：利用反射、折射把某振幅分成两部分，再使它们相遇从而产生干涉现象的方法（薄膜干涉）在光源发出的某一波阵面上，取出两部分面元作为相干光源的方法（杨氏实验）分振幅法：激光光源是目前最好的相干光源二、杨氏双缝干涉

杨氏双缝干涉实验是1802年英国物理学家——托马斯·杨首先用实验的方法观察到的光的干涉现象。托马斯•

杨明条纹位置明条纹位置明条纹位置1、实验现象为了观察到较清晰的干涉图样，实验装置应该满足：

（1）S

、S1

、S2

的宽度应足够窄，约在10－2mm

数量级，此时它们可近似看成线光源；（2）S1

、S2

间距较小，约为0.1～1mm

；而且它们与S

的距离相等；（3）光屏M与双缝S1

、S2

间距较大，约为1m

；（4）光源的单色性较好。杨氏双缝实验干涉条纹单色光干涉条纹白色光干涉条纹设实验在真空（或空气）中进行，则光程差为：pr1r2x

Ldo·明纹暗纹明纹暗纹条纹间距a.相邻明纹间距：b.相邻暗纹间距：

可以看出相邻明纹与相邻暗纹的间距都相同，所以条纹明暗相间平行等距。讨论：1、条纹分布：中央亮条纹、向两边明暗相间。2、条纹间隔：A.B.C.D.光的偏振一、自然光和偏振光

光波是电磁波，属于横波，其电场强度矢量E和磁感应强度矢量B都垂直于波的传播方向。E是引起感光作用和生理作用的主要因素，称为光矢量,以它的振动代表光的振动，其振动方向，代表光的振动方向。光的偏振

自然光：光波在垂直于传播方向的平面内的各个方向上振动次数和振幅大小均等。

自然光的图示如果光矢量只沿一个固定的方向振动，这样的光称为线偏振光（平面偏振光、简称偏振光）

面对光的传播方向看E播传方向振动面二、起偏和检偏起偏：使自然光（或非偏振光）变成线偏振光的过程。透光轴方向自然光偏振片线偏振光起偏器：能把自然光变成偏振光的装置（它只能让光波中某一特定方向振动的通过）检偏器：用于检测光波是否偏振并确定其振动方向检偏：检查入射光的偏振性。27θ？三、马吕斯定律(Maluslaw)：通过检偏器的偏振光的强度与检偏器透射轴的方向有关，如果透射轴的方向与入射光振动方向之间的夹角为θ，则通过它的光强与cos２θ成正比。

——马吕斯定律IoI＝Iocos2θ光的衍射光的衍射缝较大时，光是直线传播的阴影屏幕缝很小时，衍射现象明显屏幕定义：光在传播过程中能绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象。光的衍射分为：菲涅尔衍射和夫琅和费衍射夫琅禾费衍射光源、屏与缝相距无限远缝在实验中实现夫琅禾费衍射菲涅尔衍射缝

光源、屏与缝相距有限远一、单缝衍射EADSL1A：单缝E：屏幕L1、L2透镜中央明纹L2缝宽a缝屏距D（L2的焦距

f）ad:缝宽S:单色线光源:衍射角*S

ff

d透镜L透镜L·pAB缝平面观察屏0δ1、当等于0的时候————中央明条纹2、当不等于0的时候——产生光程差，明暗取决于最大光程差δ偏离入射方向传播的子波：此时缝分为两个“半波带”,P为暗纹。暗纹条件半波带半波带λ一|2λ一|2λ一|2λ一|2λ|2λ|2P

为明纹。此时缝分成三个“半波带”,明纹条件λ一2λ|2λ|2λ一|2λ一|2λ一|2λ一|2λ一|2

—暗纹(中心)

—明纹(中心)—中央明纹(中心)由半波带法可得明暗纹条件为：θ=0k=1,2,3···分别为第一级、第二级、第三级暗纹或明纹。二、圆孔衍射1、衍射结果：中央是明亮圆斑，外围是一组同心暗环和明环。孔径为D衍射屏中央亮斑(爱里斑)相对光强曲线2、瑞利判据：瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两像被认为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角。物空间像空间可分辨刚可分辨不可分辨三、光栅衍射光栅：反射光栅透射