光学课件：1-1光的叠加与干涉

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1、第第1章章 光的干涉光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉一一 光是一种电磁波光是一种电磁波平面电磁波方程平面电磁波方程 真空中的光速真空中的光速可见光的范围可见光的范围 光矢量：光矢量： 用用 矢量表示光矢量矢量表示光矢量.实验表明实验表明：它在引：它在引起人眼视觉和起人眼视觉和CCD,CMOS及胶片感光上起主要作用及胶片感光上起主要作用.第第1章章 光的干涉光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉光学理论光学理论几何光学几何光学: （光的成像规律）（光的成像规律）物理光学物理光学:（波动光学、量子和现代光学（波动光学、量子和现代光学 ）波动光学波动光学 建立在电磁

2、波理论的基础上，研究建立在电磁波理论的基础上，研究光的光的 干涉、衍射、偏振干涉、衍射、偏振的规律的光学理论的规律的光学理论.光不仅具有波动性，还具有粒子性（量子光学）光不仅具有波动性，还具有粒子性（量子光学）.光的本质是：光的本质是：波、粒二象性！波、粒二象性！二二 相干光相干光光源光源普通光源普通光源 热光源：太阳、白炽灯等热光源：太阳、白炽灯等.气体放电光源：日光灯等气体放电光源：日光灯等.激光光源激光光源 高亮度、单色性、单方向性高亮度、单色性、单方向性.第第1章章 光的干涉光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉P21 普通光源发光特普通光源发光特点点： 原子发光是断续原

3、子发光是断续的，每次发光形成一的，每次发光形成一长度有限的波列长度有限的波列, 各各原子各次发光相互独原子各次发光相互独立，各波列互不相干立，各波列互不相干.1）普通光源的发光机制）普通光源的发光机制原子能级及发光跃迁原子能级及发光跃迁基态基态激激发发态态跃迁跃迁自发辐射自发辐射 光波波串光波波串第第1章章 光的干涉光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉2）光的相干性）光的相干性相干条件相干条件：两束光具有同振动方向、同频率、：两束光具有同振动方向、同频率、 相位差恒定相位差恒定.合光强合光强若若其中其中则则（普通光源不满足！普通光源不满足！为什么？为什么？）第第1章章 光的干涉

4、光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉答：答： 原子发光是断续的，每次发光形成原子发光是断续的，每次发光形成 一长度有限的波列一长度有限的波列. 平均寿命平均寿命 观察人看到的是观察人看到的是 具有具有多种频率多种频率的、的、此起彼伏此起彼伏振动振动的、的、相位参差不齐相位参差不齐的的大量原子光波叠加大量原子光波叠加的平均结果的平均结果.0结论：结论：普通光源不满足相干条件，为光强叠加普通光源不满足相干条件，为光强叠加.如何利用如何利用普通光源获得相干光呢？普通光源获得相干光呢？第第1章章 光的干涉光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉3）相干光的产生方法）相干光的产生方法波阵面分割法波阵面分割法*光源光源振幅分割法振幅分割法第第1章章 光的干涉光的干涉1 1 1 1 光的叠加与干涉光的叠加与干涉4）干涉问题分析研究方法干涉问题分析研究方法: 1、相干性分析相干性分析: 两光源及光波函数是否满足相两光源及光波函数是否满足相 干条件干条件. 据不同干涉装置进行计算据不同干涉装置进行计算.4、图象分析图象分析：明纹，暗纹位置及条纹变化：明纹，暗纹位置及条纹变化.2、光程差分析光程差分析:由由3、加强减弱条件加强减弱条件： =光程差光程差