高中物理竞赛11.1 光源 相干光 光程光程差课件.ppt

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1、第第1111章章 波动光学波动光学 11.1 11.1 光源光源 相干光相干光 光程光程 光程差光程差 11.2 11.2 分波阵面干涉分波阵面干涉 11.3 11.3 分振幅干涉分振幅干涉 11.4 11.4 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 11.5 11.5 光的衍射光的衍射 惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理 11.6 11.6 单缝夫琅和费衍射单缝夫琅和费衍射 11.7 11.7 光栅衍射光栅衍射 11.8 11.8 光的偏振光的偏振 一、光源一、光源11.1光源光源 相干光相干光 光程光程 光程差光程差 发射光波的物体统称为光源光源。光光源源自发辐射受激辐射热光源：热致发光冷光源电致发

2、光 光致发光 化学发光 激光光源能级跃迁波列波列波列长波列长 L=c自发辐射E2E1二、光的相干条件二、光的相干条件PS1S2r1r2P点点P点合振动点合振动对于频率相同；相位差恒定；光矢量振动方向相同的两束光的叠加干涉项干涉项相干条件:(1)频率相同；(2)相位差恒定；(3)光矢量振动方向平行。三、获得相干光的方法三、获得相干光的方法1.分波阵面法分波阵面法 PS*分波面法：分波面法：2.分振幅法分振幅法 P薄膜薄膜S*四、光程与光程差四、光程与光程差介质中传播的速度介质中传播的速度 若时间若时间 t 内光波在折射率为内光波在折射率为n的介质中传播的路程为的介质中传播的路程为 r,用用 表示

3、光在介质中的波长，则相位落后值为表示光在介质中的波长，则相位落后值为光在真空中的波长光在真空中的波长光程光程1.光程光程光程是一个折合量，在相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。表明:光在介质中传播时,其相位的变化不仅与光波传播的几何路程和光波在真空中的波长有关外,还与介质的折射率有关。2.光程差光程差光程差 ：从同一点光源（或初相位相同的两相干光源）发出的两束相干光,各自通过不同的介质和路经后,在空间某点相遇时,它们的光程之差。光程差与相位差的关系：光程差与相位差的关系：光程光程定义定义:介质折射率n和光在介质中几何路程r的乘积(或光在真空中经历的路程)

4、.3 3.干涉极大、极小条件（用光程差表示）干涉极大、极小条件（用光程差表示）1 干涉极大条件干涉极大条件2 干涉极小条件干涉极小条件一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉11.2 分波阵面干涉分波阵面干涉 明条纹位置明条纹位置明条纹位置明条纹位置明条纹位置明条纹位置实验现象实验现象理论分析理论分析r1 r2 xdxD0单色光入射单色光入射d ，D d （d 10-4m，D m）波程差：波程差：P颜色的次序颜色的次序明纹明纹 暗纹暗纹 条纹间距：条纹间距：由上式可以看出由上式可以看出.x与缝间距与缝间距d成反比；成反比；.白光入射时。白光入射时。(1)明纹间距分别为明纹间距分别为(2)双缝间距双缝间

5、距 d 为为双双缝缝干干涉涉实实验验中中，用用钠钠光光灯灯作作单单色色光光源源，其其波波长长为为589.3 nm，屏与双缝的距离，屏与双缝的距离 D=600 mm解解 例例1求求(1)d=1.0 mm 和和 d=10 mm，两两种种情情况况相相邻邻明明条条纹纹间间距距分分别别为为多多大大？(2)若若相相邻邻条条纹纹的的最最小小分分辨辨距距离离为为 0.065 mm，能能分分清清干干涉涉条条纹纹的的双双缝缝间间距距 d 最最大大是多少？是多少？例例2 如图所示，在杨氏双缝干涉实验中入射光的波如图所示，在杨氏双缝干涉实验中入射光的波长为长为550nm，用一厚度为，用一厚度为 cm的透明薄片的透明薄片盖住盖住S1缝，发现中央明纹移动了缝，发现中央明纹移动了3个条纹，上移至个条纹，上移至O点，求透明薄片的折射率。点，求透明薄片的折射率。二、洛埃镜实验二、洛埃镜实验SxO接触处接触处,屏上屏上O 点点出现暗条纹出现暗条纹 半波损失半波损失 O有半波损失有半波损失无半波损失无半波损失入射波入射波反射波反射波透射波透射波透射波没有半波损失透射波没有半波损失