8波動(dòng)光學(xué)之干涉-展示頁(yè)
2024-08-19 09:13本頁(yè)面
【正文】 條紋間距 。 ?四、物、像間的等光程性 82 分波前干涉 一、楊氏雙縫干涉 S 1 S 2 S * * * 原理 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ① 明 、 暗相間 ② 等間距 k=+1 k=2 k=+2 k= 0 k=1 S 1 S 2 S * * * I 相干公式 D d 光程差： ?? s i n12 drr ???干涉加強(qiáng) 明紋位置 , ,kDxkd???????明 ( 2 1 ) ,2 ( 2 1 ) 2kDxkd???? ? ?? ? ?暗S1S2SD? xd1r2rpo??干涉減弱 暗紋位置 Dxdantd ??? ?…2,1,0 ?k?? dDxxx kk ??? ? 1(1)明暗相間的條紋對(duì)稱分布于中心 O點(diǎn)兩側(cè) 。 AaF比 BbF經(jīng)過的幾何路程長(zhǎng)，但 BbF在透鏡中經(jīng)過的路程比 AaF長(zhǎng)，透鏡折射率大于 1，折算成光程， AaF的光程與 BbF的光程相等。 解： 光速 c 介質(zhì)中 ncu ? 時(shí)間 Δt 空氣中，路程 s =c 鈉 光 燈 A 鈉 光 燈 B 兩束光 不相干！ 1 ） 分波前的方法 楊氏干涉 2 ） 分振幅的方法 等傾干涉、等厚干涉 普通光源獲得相干光的途徑 （ 方法 ） p S * 分波面法 分振幅法 E光強(qiáng)：在光學(xué)中，通常把平均能流密度稱為光強(qiáng)， 用 表示。 光波中參與與物質(zhì)相互作用（感光作用、生理作用）的是 E 矢量，稱為光矢量。 準(zhǔn)單色光 —— 光波中包含波長(zhǎng)范圍 很窄的成分的光。 獨(dú)立 (同一原子先后發(fā)的光 ) ? 發(fā)光的隨機(jī)性 ? 發(fā)光的間隙性 波列 波列長(zhǎng) L= ? c 秒810 ???光源的發(fā)光機(jī)理 可見光頻率范圍 光的顏色和光譜 Hz.~. 1414 10931077 ??可見光波長(zhǎng)范圍 0A7 6 0 0 3 9 0 0 ~可見光顏色對(duì)照 紅紫 ~ 單色光 —— 只含單一波長(zhǎng)的光。第八章 波動(dòng)光學(xué) 一、光源 81 光源 光的相干性 光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子 ?=(E2E1)/h E1 E2 能級(jí)躍遷輻射 普通光源 ： 自發(fā)輻射 獨(dú)立 (不同原子發(fā)的光 ) 復(fù)色光 —— 含多種波長(zhǎng)的光。 O0I20I?2??? ?2??? ???光強(qiáng) 20EI ?20EI ? 在波動(dòng)光學(xué)中，主要討論的是相對(duì)光強(qiáng)，因此在同一介質(zhì)中直接把光強(qiáng)定義為： 光波是電磁波。 矢量的振動(dòng)稱為光振動(dòng)。 I二、光的相干性 ??c o sEEEEE 20222202102 2?????c o s2 2121 IIIII ???設(shè) s s2兩頻率相同，光矢量方向相同的光源，發(fā)出光波在 p點(diǎn)相遇 相干條件 A、同方向、同頻率、同位相或位相差恒定 B、振幅相差不易太大 C、在相遇點(diǎn)光程差不宜太大 光的相干性 1S2S1E?1r?2r?2E?p(1)非相干疊加 獨(dú)立光源的兩束光 或 同一光源的不同部位 所發(fā)出的光的位相差“瞬息萬變” 0c o s10?? dt? ??? 21 III ??疊加后光強(qiáng)等于兩光束單獨(dú)照射時(shí)的光強(qiáng)之和，無干涉現(xiàn)象 dtIIII ????? ? ???02121c o s12dt)c o sIIII(I ? ??? ? ???0 212121??c o sIIIII 2121 2???（ 2）相干疊加 滿足相干條件的兩束光疊加后 位相差恒定，有干涉現(xiàn)象 21 II ?若 2412211???? c o sI)c o s(II ???142 IIk ??? ???012 ???? I)k( ???干涉相長(zhǎng) 干涉相消 ? 激光光源： 受激輻射 ? = (E2E1)/h E1 E2 ? ? 完全一樣 (頻率 ,位相 ,振動(dòng)方向 ,傳播方向 ) 相干光源 兩個(gè)獨(dú)立的光源不可能成為一對(duì)相干光源 原因：原子發(fā)光是隨機(jī)的，間歇性的，兩列光波的振 動(dòng)方向不可能一致，周相差不可能恒定。 p 薄膜 S * 三、光程與光程差 ??c? 光的波長(zhǎng)真空中ncu ?nn?? ?光在介質(zhì)中傳播幾何路程為 r，相對(duì)應(yīng)的波數(shù)為 ??rnrn?光程 定義： 光在某一介質(zhì)中傳播的幾何路程與該介質(zhì)的折射率的乘積 nr 相應(yīng)的波數(shù)在真空中傳播的距離為 nrrn ????nu???介質(zhì)中光的波長(zhǎng) 若一束光在空間傳播經(jīng)歷了幾種介質(zhì)，則 ??iii rn光程1S2S1n1r2r 2nPn3,d 如圖 s2p的光程為 n2(r2d)+n3d 光程差 兩支光的光程之差 113
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