大學(xué)物理_光的干涉(已修改)
2025-01-30 01:16 本頁面
【正文】 光 學(xué) 概 述 一 .光的機(jī)械微粒學(xué)說 (17世紀(jì) 18世紀(jì)末 ) 代表：牛頓 對(duì)立面：惠更斯 波動(dòng)說 分歧的焦點(diǎn)： 光在水中的速度 vv?水 空 氣vv?水 空 氣1850年佛科（ Foucauld）測定 vv?水 空 氣微粒說開始瓦解 二 .光的機(jī)械波動(dòng)說 (19世紀(jì)初 后半世紀(jì) ) 二 .光的機(jī)械波動(dòng)說（ 19世紀(jì)初 后半世紀(jì)） 英國人托馬斯 .楊 ()和法國人菲涅爾()通過干涉、衍射、偏振等實(shí)驗(yàn)證明了光的波動(dòng)性及光的橫波性。 性質(zhì)：彈性機(jī)械波，在機(jī)械以太中傳播。 三 .光的電磁說（ 19世紀(jì)的后半期 ） 19世紀(jì)后半期 Maxwell建立電磁理論，提出了 光的電磁性， 1887年赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 性質(zhì)：電磁波在電磁以太中傳播 四 .光的量子說（ 20世紀(jì)初 ） 電磁波動(dòng)說在解釋 “ 熱幅射實(shí)驗(yàn) ” 及 “ 光電效應(yīng) ” 等實(shí)驗(yàn)遇到困難。 1900年普朗克提出了 “ 熱幅射量子理論 ” ，愛因斯坦提出了光子理論，將光看成一束粒子流與電磁波動(dòng)說相抗衡 二者各自統(tǒng)治著自已的領(lǐng)域 。 1924年法國人德布羅意（ )大膽提出了 “ 物質(zhì)波 ” 的概念，爾后薛定諤、海森伯等人創(chuàng)建了量子力學(xué)，又將二者統(tǒng)一起來。 光 是一個(gè) 復(fù)雜的客體 ， 它的本性只能通過它的表現(xiàn)來確定。它的某些方面象波而另一方面象微粒（ 波粒二象性 ）。但它既不是經(jīng)典的波，也不是經(jīng)典的微粒，也不是二者的混合體。 “山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村 ” 分類： 1）幾何光學(xué) 研究光的直線傳播及光學(xué)儀器的 制造； 2）波動(dòng)光學(xué) 研究光的波動(dòng)性； 3）量子光學(xué) 研究光與物質(zhì)的相互作用。 從 20世紀(jì) 50年代起，出現(xiàn)了 “ 相干光學(xué) ” 、“ 纖維光學(xué) ” 、 “ 全息光學(xué)與全息技術(shù) ” … . 它是既年輕又古老的科學(xué)，也是現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ) 光學(xué)的發(fā)展仍可用 “ 方興未 艾 ，前途無量 ” 來形容 復(fù)習(xí) 波的干涉 1. 相干條件 同頻率、同振動(dòng)方向、相位差恒定 2. 相長與相消干涉條件 加強(qiáng) ???? ??2 k ??( 2 1 )k ???減弱 第 14章 光的干涉 相干光及其獲得 光程 光程差 分割波面法產(chǎn)生的光的干涉 分割振幅法產(chǎn)生的光的干涉 邁克爾遜干涉儀 * 干涉條紋的可見度 時(shí)間相干性與空間相干性 相干光及其獲得 一 .光矢量、光強(qiáng)度 二 .光源、熱光源的特點(diǎn) 三 .光波的疊加 相干疊加與非相干疊加 四 .相干光： 同頻率、同振動(dòng)方向、相位差恒定 五 .相干光的獲得 1)分波陣面法 2)分振幅法 光程 光程差 一 .問題的提出 二 .光程 三 .干涉加強(qiáng)與干涉減弱的條件 四 .透鏡的等光程性 在光路中引入透鏡不產(chǎn)生附加的光程差 ??? ??k ?? 明 ( 1 , 2 , )k ????? ??2 k ?? 明( 2 1 )k ??? 暗( 2 1 )2k ??? 暗iinr? 分割波面法產(chǎn)生的光的干涉 一 .楊氏雙縫干涉 明暗紋位置 二 . 菲涅爾雙面鏡 三 . 洛埃鏡實(shí)驗(yàn) 1S2S1r2r?xPOD2a0, 1 , 22( 2 1 ) 1 , 2, (4DkkaxDkka?????? ??? ? ?( 明)暗)/( 2 )x D a???干涉條紋的間距 例 1：雙縫干涉中，雙縫間距 d=， 雙縫至屏的距離為 D=25cm，若光源是由 波長 ? 為400nm 和 600nm 的兩種單色光組成 ，則： ？ 合，各為第幾級(jí)？ Dxd???解： 1. 2. 第一次 重合 12 1kk??2 2 1 1kk???例 2：雙縫干涉中，入射光波長為 ?，雙縫至屏的距離為 D，在一縫后放一厚為 b的透明薄膜，此時(shí)中央明紋處仍為明紋，求該明紋的干涉級(jí) ( 1 )nkb???n b b? ??解： ( 1 )nb??k ??S1 S2 d D X O P x1r2rnb O 例 3： 在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)作如下調(diào)節(jié)時(shí)，觀察屏上的干涉條紋將如何變化并說明理由 1). 2a 不變， D 減??； 2).單色光源 S 變成復(fù)色縫光源 ； 3).用一云母片蓋住任一個(gè)縫 ； 4).整個(gè)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置放入水中 2Dxa???2Dxka???明復(fù)習(xí)： 141，
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