光的相干性(1).ppt

1、光的干扰，可见光是一种电磁波(波长390纳米-760纳米)，人眼可以感觉到，它是人类和各种生物生存最常见的不可缺少的元素，但对其规律和本质的认识经历了一个漫长的过程。根据日常生活中光的线性特征，牛顿提出了光是一种粒子的观点；然而，在1801年，一百年后，托马斯杨和英国的其他人通过实验发现，光具有波的特性，可以产生干涉和衍射。因此，人们逐渐接受了光是波的观点。随着光学的发展，1900年，德国的普朗克和爱因斯坦在解释黑体辐射和光电效应等实验时发现光具有波粒二象性。这是我们目前对光的本质的理解。这种关于光涨落定律的解释基本上是近200年前托马斯杨和菲涅耳的理论。当然，有许多现代应用的例子。光的干涉和

2、衍射原理已被应用于许多现代高科技精密测量和控制中，而激光的发明使“古老”的光学得以复兴。17-1相干光，1。光的相干性，632.8，656.3，486.1，589.3，546.1，常用的单色光源和波长，氦氖激光器，钠灯，汞灯，氢灯，光容易满足相干条件，但难以满足相干条件。普通光源的发光机理是，当被激发到较高能级的原子跃迁到较低能级时，它们辐射能量。单色光波：一系列频率恒定的无限正弦(或余弦)光波。因此，原子发射的光的波列长度是有限的，谱线有一定的宽度。一般来说，单色钠灯发出的黄光不是严格意义上的单色光。氦氖激光器发出的光不是严格的单色。波列越长，谱线宽度越窄，光的单色性越好。发展状况。从普通光

3、源获得相干光，思考：将同一点光源在一定时间发出的光分成两束，然后引导它们相遇并重叠。在分别讨论这两种方法之前，首先要建立一个重要的概念。结论：光在折射率为n的介质中前进X距离引起的相变与在真空中前进nx距离引起的相变是一样的。光程差引起的相位差：17.2杨氏双缝干涉实验，k=2 1 0 1，光束，实验结果(1)平行光垂直照射双缝时，屏幕中心是亮条纹，亮条纹和暗条纹分布在两侧；(2)单色光条纹间距x. (3)对于多色光，亮条纹有色散，内有紫色，外有红色，亮条纹和暗条纹，条纹特征和条纹宽度：两个相邻亮(暗)条纹中心之间的距离。条纹变化：在杨的双缝实验后不久，有人提出异议，认为实验中的干涉图样可能是

4、光通过狭缝边缘时的复杂变化引起的。几年后，法国物理学家菲涅耳(Fresnel)进行了著名的“菲涅耳双镜”实验，也发现了干涉现象，这再次令人信服地证明了光的易变性。菲涅尔双镜实验菲涅尔有着高超的实验技巧和才能。面对许多物理学家倾向于用粒子来解释相关现象，而不相信波动理论，菲涅耳设计了一个新的实验(著名的“菲涅耳双镜”实验)，该实验避免了衍射，并通过反射光束产生干涉现象。光源s的图像S1和S2是相干光源。光源S0的图像S1和S2是相干光源。劳埃德镜，注：光源及其图像构成相干光源。干涉条纹只存在于镜子上方。当屏幕移动到镜子的边缘时，屏幕和镜子之间的接触处会出现暗条纹，这证明当光线在镜子表面反射时会发

5、生突然的相位变化。3.光的空间相干性。思考：增加单缝光源的宽度可以提高干涉条纹的亮度吗？如果单缝宽度b:相当于许多平行光源，干涉条纹是交错的，条纹的清晰度下降，直到它消失，练习：在双缝干涉实验中，一条缝被折射率为1.58的玻璃薄膜覆盖，屏幕上的第七个亮颗粒移动到原来的中心亮颗粒。入射光波长为550纳米，并计算玻璃薄膜的厚度。解决方法：条纹下移，玻璃薄膜的附加光程差为：例2用单色光照射距离为0.2毫米的双缝，双缝与屏幕的垂直距离为1米(1)同侧第一级亮纹到第四级亮纹的距离为7.5毫米，计算单色光的波长；(2)如果入射光的波长是600纳米，中心亮颗粒的中心和最近的暗颗粒中心之间的距离是多少？解决方案，(1)、(2)，知道，寻找，(1)、(2)，17.3薄膜干涉，讨论：假设：条纹宽度：两条相邻暗线之间的距离或两条相邻明线之间的距离。相邻的亮(暗)条纹对应于膜厚差：条纹变化：这解释了肥皂泡和油膜上不规则的彩色条纹。用一个例子来测量微小的长度，长度差：没有干涉条纹，轻压平板玻璃，例子：有一个楔形的底部凹槽，条纹的形状是什么？用实例检测光学平面的平面度，(2)牛顿环，思路：通过与裂尖情况的比较，得出牛顿环干涉条纹的特征。例如，用实例测量单色平行光的波长，用读数显微镜测量第K和第M暗环的半径rk和rm。练习：1 .平行光垂