工程光學(xué)講稿(電磁)-資料下載頁(yè)
2025-01-19 00:41本頁(yè)面
【正文】 。（ 2）由（ 1）得： Ex/a1 = cos(kz1)cosωt + sin(kz1)sinωt (3)由（ 2）得 :Ey/a2 = cos(kz2)cosωt + sin(kz2)sinωt (4)將（ 3） cos(kz2)－（ 4） cos(kz1)得： s1 s2z1z2pyx同理： 將 (5)2+(6)2得：設(shè) α1= kz1, α2= kz2,合振動(dòng)的大小和方向隨時(shí)間變化，合振動(dòng)矢量末端運(yùn)動(dòng)軌跡方程為：可見(jiàn)其軌跡一般是橢圓，橢圓偏振光由上式可知橢圓的形狀取決于兩疊加光波的振幅比 a2/a1和相位差 δ，合振動(dòng)的不同偏振狀態(tài)如圖：分析：當(dāng) δ＝ 0或 177。2π時(shí)， 線偏振光當(dāng) δ＝ 177。π時(shí)的奇數(shù)倍， 線偏振光當(dāng) 時(shí)， 正橢圓 當(dāng) a1=a2=a時(shí)：合成矢量末端運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓偏振光 當(dāng) δ任意取值時(shí)，任意取向的橢圓偏振光 左旋光與右旋光：右旋光：迎著光的 傳 播方向 觀 察，合矢量 順時(shí)針?lè)较蛐?轉(zhuǎn) 。左旋光：迎著光的 傳 播方向 觀 察，合矢量逆 時(shí)針 方向旋 轉(zhuǎn) 。五、兩個(gè)不同頻率的單色光波的疊加 討論兩個(gè)振動(dòng)方向相同，振幅相等、且在同一方向傳播，但頻率接近的單色光波的疊加，其結(jié)果產(chǎn)生光學(xué)上的 “ 拍” 現(xiàn)象。（一）光學(xué)拍兩個(gè)不同頻率的單色光波利用疊加原理，得合成波式中平均角頻率平均波數(shù)調(diào)制頻率調(diào)制波數(shù)令 合成波是一個(gè)頻率為 而振幅受到調(diào)制的波，即振幅隨時(shí)間和位置在 2a與 2a間變化。 合成的振動(dòng)相當(dāng)于振幅隨時(shí)間緩慢變化的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。則tox1 x2當(dāng) 很小振幅變化緩慢，而光波的頻率很高， E變化極快。合成波的強(qiáng)度與 A2成比例 合成波的強(qiáng)度隨時(shí)間和位置在 0～ 4a2之間變化，這種強(qiáng)度時(shí)大時(shí)小的現(xiàn)象稱為拍。 拍頻等于 ，即等于振幅調(diào)制頻率的兩倍，或等于兩疊加單色光波頻率之差。圖 935頻率不同的兩個(gè)單色光波的疊加a)兩個(gè)單色波 b)合成波 c)合成波的振幅變化 d)合成波的強(qiáng)度變化（二）群速度和相速度 單色光波的傳播速度指它的等相面的傳播速度，即相速度而光動(dòng)方程所確定的光波速度 v＝ c/n反映的是光波波面相位的傳播速度，也稱相速。 合成波應(yīng)包含等相面?zhèn)鞑ニ俣群偷确鎮(zhèn)鞑ニ俣葍刹糠?。相速度，由相位不變條件 群速度是指合成波振幅恒定點(diǎn)的移動(dòng)速度，即振幅調(diào)制包絡(luò)的移動(dòng)速度。群速度是波包的能量傳播速度。合成波的相速度：由振幅不變的條件當(dāng) 很小時(shí)，有代入上式得：由群速折射率：即波長(zhǎng)較大的單色光波比波長(zhǎng)較短的單色光波傳播速度大時(shí)（正常色散），群速度小于相速度即反常色散，群速度大于相速度對(duì)于無(wú)色散介質(zhì)， 群速度等于相速度越大，波的相速度隨波長(zhǎng)的變化越大時(shí)，群速度與相速度相差越大光的色散： 介質(zhì)折射率隨光波頻率或真空中的波長(zhǎng)而變的現(xiàn)象。當(dāng)復(fù)色光在介質(zhì)界面上折射時(shí)，介質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的折射率，各色光因折射角不同而彼此分離。正常色散： 對(duì)光波透明的介質(zhì)，其折射率隨波長(zhǎng) λ 的增加而減小 .反常色散： 在介質(zhì)對(duì)光有強(qiáng)烈吸收的波段內(nèi) (吸收帶 )，折射率隨波長(zhǎng)的增加而增加。 對(duì)同一介質(zhì)，在對(duì)光透明的波段內(nèi)表現(xiàn)為正常色散 ，而在吸收帶內(nèi)則表現(xiàn)為反常色散。
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