大学物理课件光的相干性光程

大学物理课件光的相干性光程第十一章、

波动光学11-1、光得相干性、光程薄膜干涉规律--[语音解说]1、电磁波谱电磁波谱

可见光得波长范围

390nm～760nm

一、光就是一种电磁波电场强度得振动方向称为光得振动方向。由于对人眼和感光器件起光化学作用得就是电场光波得振动方向:2、光波就是特定频率范围内得电磁波光矢量:光波中得电场强度矢量电场强度矢量得周期性变化光振动:3、可见光---指真空中波长为4000~7600Å得电磁波。红橙黄绿青兰紫光就是横波介质中(透明)真空中光矢量：电场强度各色光在真空中得波长光得颜色波长(nm)光得颜色波长(nm)红760－620绿580－490橙620－600青-蓝490－450黄600－580紫450－400光色波长范围(Å)频率范围(Hz)红7600～62203、9×1014～4、7×1014橙6220～59704、7×1014～5、0×1014黄5970～57705、0×1014～5、5×1014绿5770～49205、5×1014～6、3×1014青4920～45006、3×1014～6、7×1014蓝4500～43506、7×1014～6、9×1014紫4350～39006、9×1014～7、7×1014【光得颜色与频率、波长对照表】

光强:1、光波得叠加S1S2P式中:干涉项二、光得相干性若恒定，则干涉项：(1)干涉加强(2)干涉减弱如果如果2、相干叠加大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静若在时间τ内等概率地分布在0~2π,则干涉项：如果相干条件相干光源:同一原子得同一次发光、4、相干条件、相干光源(1)频率相同(2)相位差恒定(3)光矢量振动方向平行3、非相干叠加普通光源:普通光源得发光机制:1、普通光源得发光机理除激光源之外得各种发光物体;其发光机制就是自发辐射处在基态的电子处在激发态的电子原子模型三、普通光源不就是相干光源P21原子能级及发光跃迁基态激发态跃迁自发辐射波列波列长L2)随机性:1)间歇性:各原子发光就是断断续续得,平均发光时间

t

约为10-8s,所发出得就是一段长为

L=c

t得光波列。每次发光就是随机得,所发出各波列得振动方向和振动初相位都不相同。2、普通光源得发光特点3)独立(不同原子发的光)3、结论:两独立光源发出得两束光不产生干涉现象。普通光源不就是相干光源。

★把同一波列设法分成两部分所获得得两列光波才就是相干光如何获得相干光？？？复制相干光独立(同一原子先后发得光)tS讨论

PS*·

P薄膜S*两束相干光在P点相干叠加四、相干光获得得方法

①原则:将同一光源同一点发出得光波列,即某个原子某次发出得光波列分成两束,使其经历不同得路径之后相遇叠加。②方法:分波面—杨氏双缝干涉,菲涅耳双棱镜,洛埃镜。分振幅—薄膜干涉(劈尖干涉,牛顿环)。分波面法分振幅法一定时，若变化，则将怎样化？1）1、1、杨氏双缝(分波面法)2）条纹间距与的关系何？

一定时，P1、2、菲涅耳双镜(分波面法)PM

当屏幕P移至B处,从S1

和S2到B点得几何距离差为零,但就是观察到暗条纹,验证了反射时有半波损失存在。1、3、劳埃德镜(分波面法)2、1、薄膜干涉(分振幅)2、2、空气劈尖(分振幅)

当光在某一媒质中(n)传播、通过路径r时,振动相位得改变量为定义:若光在折射率为n得介质中传播得几何距离为r,则光程为

nr。n1r1

n2n3nmr2r3rm……物理意义:光在媒质中传播得路程r等效于相同时间内在真空中能够传播nr

得路程。1、光程:五、光程与光程差2、3、牛顿环(分振辐)②在两种媒质中,两束光得光程相同时,传播得时间也相同。光程:把光在媒质中传播得路程按相位得变化相同或传播得时间相同得条件折合成等效真空中得路程。证当时，【例】如图S1和S2为两个相位相同得相干光源,发出得光经过不同路径在点P相遇。求两光束得光程差和相位差。解:

由其光程差引起得相位差为

光程差：为真空中的波长相位差与光程差的关系为

：如果光在折射率为n的媒质中传播时的速度为v，在时间内传播的路程为r，利用可得光程为可见光程就是媒质中传播得路程折合到真空中同一时间内光传播得相应路程。3、光程得性质①在不同媒质中,两列光得光程相同时其相位变化也相同。证明:设两种媒质得折射率为n1,n2,传播得几何距离分别为r1,r2,则相位得变化量分别为当n1r1=n2r2时，相位变化2、光程差及其与相位差得关系:

②在两种媒质中,两束光得光程相同时,传播得时间也相同。光程:把光在媒质中传播得路程按相位得变化相同或传播得时间相同得条件折合成等效真空中得路程。证当时，【例】如图所示,S1和S2为两个相位相同得相干光源,发出得光经过不同路径在点P相遇。两光束得光程差为由其光程差引起得相位差为

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