华中科技大学 课件 光波的干涉_大学物理第十八章

第五篇 波动光学 re ptics

第五篇 波动光学

第五篇 波动光学 Wave Optics 第18章光波的干涉 第19章光波的衍射 第20章光波的偏振

第五篇 波动光学 Wave Optics 第18章 光波的干涉 第19章 光波的衍射 第20章 光波的偏振

第五篇 波动光学 erference 第18章 光波的干涉

第五篇 波动光学 第18章 光波的干涉

第18章光波的干涉 Interference of Light Waves 第1节光波 第2节光的干涉光程 第3节分波阵面干涉 第4节分振幅干涉 第5节干涉现象的应用

第18章 光波的干涉 Interference of Light Waves 第1节 光波 第2节 光的干涉 光程 第3节 分波阵面干涉 第4节 分振幅干涉 第5节 干涉现象的应用

第1节光波 Light Waves 1.光波 光波是电磁波 光波波长 4000A 7600A (1A=100m) 因为光是横波，所以具有偏振特性。 波线上E沿y轴在y平面上振动故称偏振。 E矢量称光矢量

第1节 光波 Light Waves 光波是电磁波 4000A 7600A   ( 1 10 ) 10 A m − =  因为光是横波，所以具有偏振特性。 y x z E  H  波线上 E 沿 y 轴在 xy 平面上振动故称偏振。 E  矢量称光矢量 光波波长 1.光波 1

2.光源 光源的最基本发光单元是分子、原子。 能级跃迁辐射 波列 E2 E-EVh M E 波列长L=t北 (1)普通光源 独立 自发辐射 w独立 发光的间隙性△v·△t=1发光的随机性t<108秒 (2)激光光源 E2 &X 受激辐射 -Y一完全一样 E1激光光源：单色性好

2.光源 光源的最基本发光单元是分子、原子。  = (E2 -E1 )/h E1 E2 能级跃迁辐射 波列 波列长 L=t c （1）普通光源 · 独立 · 独立 自发辐射 （2）激光光源  = (E2 -E1 )/h E1 E2    受激辐射 完全一样 发光的间隙性  t =1 发光的随机性 t 10−8秒 激光光源：单色性好 2

3.光程光程差 (1)光程 介质折射率n=片=，4 介质中的波长人=uT=4=C= v 在介质中传播的波长，折算成真空中波长。 在△时间内 某光波在真空中传播的距离为 I L=CAt 此光在介质n中传播的距离为L'=uf=C4M=马 n n 经△时间后，它们的位相变化 经真空中 40=号2π=40 =2π=L2= 经介质中40=壳2π=m 2

u c 0 uT n n     = = = = r r c n u = =   （1）光程 3. 光程 光程差 在介质中传播的波长，折算成真空中波长。 介质折射率 介质中的波长 在t时间内 某光波在真空中传播的距离为 L = Ct 此光在介质n中传播的距离为 经t时间后, 它们的位相变化 经真空中 经介质n中 n L L u t  =  = C t n =  0 2 L    = 2 L      =  0 2 L n    = 0 2 nL    = 0 2 L   = =  3

40-2π2=2=2=49 结论 通过不同介质的同频率光波，它们的位相 变化均可用真空中的几何路程表示。 定义：光波在介质中所经历的几何路程' 与介质折射率n之积nL'称为光程。 dd d 光程：L=∑(n;d;)

结论 通过不同介质的同频率光波，它们的位相 变化均可用真空中的几何路程表示。 定义：光波在介质中所经历的几何路程 L 与介质折射率n之积 nL称为光程。 …… …… n1 n2 nm d1 d2 dm 0 光程 L =  ( ni di ) 2 =  L      =  0 2 L n    = 0 2 nL    = 0 2 L   = 4

(2)光程差 两光程之差△r=(n2L2-n1L)叫做光程差 光程差与位相差： 40=2完--泛440-要4r 注： ①一般空气的≈1 ②成象的等光程性 A SC=SA SB=SF CD+nDE+EF=n.AB 结论 S ©透镜或透镜组在光路中 不会带来附加的光程差

注： ① 一般空气的 n1 S S L1 L2 A1 A2 A3 2 1 2 1 2 ( ) L L     = − 2 2 1 1 0 0 2 2 ( ) n L n L r      = − = 光程差与位相差： S C D E F ② 成象的等光程性 A B S SC = SA SB = SF CD+nDE+ EF =nAB 透镜或透镜组在光路中 不会带来附加的光程差。 （2）光程差 两光程之差 r n L n L = − ( ) 2 2 1 1 叫做光程差 结论 5

(3)半波损失 没有半波损失 >2 有半波损失

（3）半波损失 n1 n2 没有半波损失 n1n2 n1 n2 n1n2 有半波损失 6