波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 一 相干光 1)相干条件：振动方向相同；频率相同；相位差恒定 2)相干光的产生：波阵面分割法；振幅分割法 二杨氏双缝干涉实验 用波阵面分割法产生两相干光源.干涉条纹是等间 距的直条纹. d'2 条纹间距： (△k=1) d 三光程：媒质折射率与光的几何路程之积=n严 1)相位差和光程差的关系 △ 光程差 △p=2π 2无 光在真空中波长 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 一 相干光 2）相干光的产生: 波阵面分割法；振幅分割法. 1）相干条件：振动方向相同；频率相同；相位差恒定. 二 杨氏双缝干涉实验 条纹间距: (k =1) d d x = 用波阵面分割法产生两相干光源. 干涉条纹是等间 距的直条纹. 1）相位差和光程差的关系 三 光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 = nr = 2π 光程差 光在真空中波长
波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 2)透镜不引起附加的光程差 3)光由光疏媒质射向光密媒质而在界面上反射时， 发生半波损失，这损失相当于几/2的光程. 三薄膜干涉 入射光在薄膜上表面由于反射和折射而“分振幅”， 在上下表面反射的光为相干光. ◆当光线垂直入射时i=0° n, n 当n2>n1时△.=2dn2+2/2 n △=2dn2 当n>n,>n时 △.=2dn2△t=2dn2+/2 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 2） 透镜不引起附加的光程差 3）光由光疏媒质射向光密媒质而在界面上反射时， 发生半波损失，这损失相当于 2 的光程. 三 薄膜干涉 入射光在薄膜上表面由于反射和折射而“分振幅”， 在上下表面反射的光为相干光. n1 n1 n2 n1 n3 n2 当 时 当光线垂直入射时 i = 0 2 2 n2 n1 r = dn2 + t 2 = 2dn 当 时 r = 2dn2 3 2 1 n n n 2 2 t = dn2 +
波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 等厚干涉 1)干涉条纹为光程差相同的点的迹，即厚度 相等的点的轨迹 △k=1△d=元/2n 2)厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长 条纹不等间距 3)条纹的动态变化分析(n,入，日 变化时) 4)半波损失需具体问题具体分析 =2nd 元L了k⑦，k=1,2,… 明纹 1212k+0 ，k=0,1…暗纹 >劈尖条纹间距 b= L 2n0 2nD 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 等厚干涉 1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度 相等的点的轨迹 k =1 d = 2n 2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长 条纹不等间距 3）条纹的动态变化分析（ n,, 变化时） 4）半波损失需具体问题具体分析 k, k =1,2, 明纹 = + = 2 2 Δ nd , 0,1, 2 (2k +1) k = 暗纹 ➢ 劈尖条纹间距 L n nD b 2 2 = =
波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 明环半径 r=k-R3(亿=1,23， > 牛顿环 暗环半径=√kR几 (k=0,1,2,…) 四迈克尔孙干涉仪 利用分振幅法垂直的平面镜形成一等效的空气 薄膜使两相互相干光束在空间完全分开，并可用移 动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束 的光程差. 移动反射镜 △d=△k 2 光路中加入介质片 2(n-1)e=△k入 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 暗环半径 (k = 0,1,2, ) 明环半径 r k )R (k =1,2,3, ) 2 1 = ( − r = kR ➢ 牛顿环 四 迈克尔孙干涉仪 利用分振幅法垂直的平面镜形成一等效的空气 薄膜使两相互相干光束在空间完全分开，并可用移 动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束 的光程差. 2 移动反射镜 d = k 光路中加入介质片 2(n −1)e = k
波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 一惠更斯一 菲涅尔原理 波阵面上各点都可以当作子波波源，其后波场中 各点波的强度由各子波在该点的相干叠加决定. 二 夫琅禾费衍射 >」 单缝衍射：可用半波带法分析，单色光垂直入射时 bsin=0 中央明纹中心 (k=1,2,3,) bsin0=+2k=±ka 暗纹中心 2k个半波带 2 bsin0=±(2k+1) 明纹中心 2k+1个半波带 2 > 圆孔衍射：单色光垂直入射时，中央亮斑的角半经O Dsin0=1.22入 (D为圆孔直径) 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 一 惠更斯 — 菲涅尔原理 波阵面上各点都可以当作子波波源，其后波场中 各点波的强度由各子波在该点的相干叠加决定. 二 夫琅禾费衍射 (k =1,2,3, ) b = k = k 2 sin 2 暗纹中心 2 sin (2 1) b = k + 明纹中心 2k 个半波带 2k +1 个半波带 bsin = 0 中央明纹中心 ➢ 单缝衍射：可用半波带法分析，单色光垂直入射时 Dsin =1.22 ➢ 圆孔衍射：单色光垂直入射时，中央亮斑的角半经 （D 为圆孔直径）
波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 三光学仪器的分辨本领 根据圆孔衍射规律和瑞利判据，最小分辨角0=1.22 1 D D 光学仪器分辨率= 1.22λ 四光栅衍射条纹的形成 光栅的衍射条纹是单缝衍射和多光束干涉的总效果. (b+b')sin0=±k 2(k=0,1,2,) ◆ 谱线强度受单缝衍射的影响 出现 b+b'k 可产生缺级现象 缺级 b 五X射线衍射的布拉格公式 2dsin0=kλ k= 0,1,2, 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 三 光学仪器的分辨本领 根据圆孔衍射规律和瑞利判据,最小分辨角 D 1.22 0 = 光学仪器分辨率 1.22 1 0 D = = 1 D, 四 光栅衍射条纹的形成 (b+b')sin = k (k = 0,1,2, ) 光栅的衍射条纹是单缝衍射和多光束干涉的总效果. 谱线强度受单缝衍射的影响 可产生缺级现象. k k b b b = 出现 + 缺级 五 Ｘ射线衍射的布拉格公式 2d sin = k k = 0,1,2,
波动光学内容提要 物理学教程 (第二版) 光的偏振 光波是横波，电场矢量表示光矢量，光矢量方向 和光传播方向构成振动面. 三类偏振态：自然光、偏振光、部分偏振光， 二 线偏振光：可用偏振片产生和检验 马吕斯定律强度为I。的偏振光通过检偏振器 后，出射光的强度为I=Io cos2a 三光反射与折射时的偏振 布儒斯特定律：当入射角为布儒斯特角o时，反 射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为 部分偏振光。 tan io =n2/n 第十四章波动光学
第十四章 波动光学 物理学教程 波动光学内容提要 （第二版） 一 光的偏振 光波是横波，电场矢量表示光矢量，光矢量方向 和光传播方向构成振动面. 三类偏振态: 自然光、偏振光、部分偏振光. 二 线偏振光 : 可用偏振片产生和检验. 马吕斯定律 强度为 的偏振光通过检偏振器 后, 出射光的强度为 2 0 I = I cos 0 I 三 光反射与折射时的偏振 布儒斯特定律: 当入射角为布儒斯特角 时，反 射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射光为 部分偏振光。 0 2 1 tan i = n n 0 i