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1、光的干涉光的干涉第18章1光的干涉教學(xué)內(nèi)容：18－1光波的基本概念光波的疊加18－2分波陣面干涉18－3分振幅干涉18－4邁克耳孫干涉儀2一光的干涉1理解相干光的條件及獲得相干光的方法。2掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系，理解在什么情況下的反射光有相位躍變。3能分析楊氏雙縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置。4了解邁克耳孫干涉儀的工作原理。教學(xué)基本要求3本章的重點(diǎn)：1、光程差的分析和計(jì)算。2、發(fā)生半波損失的條件。3、干涉加強(qiáng)和減弱的條件。4、明、暗條紋的位置，干涉條紋的特征及條紋的移動(dòng)和變化。本章的難點(diǎn)：分析干涉條紋的特征，如干涉條紋的位置、形狀、條紋間距等，以及干涉條紋的變動(dòng)情況。4
2、18.1光波的基本概念光波的疊加5一光是一種電磁波1、電磁波的產(chǎn)生凡做加速運(yùn)動(dòng)的電荷都是電磁波的波源。例如：天線中的振蕩電流；分子或原子中電荷的振動(dòng)等。2、對(duì)電磁波的描述（平面簡(jiǎn)諧波）平面電磁波方程6平面簡(jiǎn)諧電磁波的性質(zhì)：(2)電磁波是橫波(1)和傳播速度相同、相位相同光矢量光振幅真空中的光速71）人眼對(duì)顏色的感覺(jué)由光的頻率決定；2）在光波中，對(duì)人眼和光學(xué)儀器感光起作用的是電場(chǎng)強(qiáng)度矢量；3）電場(chǎng)強(qiáng)度矢量，稱為光矢量，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量周期性的變化，稱為光振動(dòng)。注意:4）光的強(qiáng)度：光的平均能流密度，8760400630600570500450430真空中波長(zhǎng)(nm)頻率(10Hz)7.503.95
3、5.004.765.266.006.676.98可見(jiàn)光的范圍nm760~400:lHz10140.4~10145.7:×n×9二、光源(發(fā)光的物體)（利用化學(xué)能、電能或光能激發(fā)的光源。例如磷光、輝光等。）普通光源熱光源冷光源（利用熱能激發(fā)的光源。例如火、太陽(yáng)、白熾燈等；）激光光源（自發(fā)輻射）（受激輻射）101、普通光源的發(fā)光機(jī)理原子能級(jí)及發(fā)光躍遷基態(tài)激發(fā)態(tài)躍遷自發(fā)輻射波列長(zhǎng)L=?c波列就單個(gè)原子而言，原子發(fā)光是間歇的，每次發(fā)光時(shí)間極短（~10-8S），每個(gè)原子一次發(fā)出一段長(zhǎng)度有限的波列（光波列）。11普遍光源發(fā)出的光，是由光源中各原子或分子發(fā)出的許多光波列組成。各個(gè)光波列各自獨(dú)立。獨(dú)立(同
4、一時(shí)刻不同原子發(fā)的光)獨(dú)立(同一原子不同時(shí)刻發(fā)的光)..結(jié)論：普通光源發(fā)出的光波不滿足相干條件，不是相干光，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。12三、光波的疊加兩束光：在p點(diǎn)相遇假設(shè)這兩個(gè)同頻率單色光在空間p點(diǎn)的光矢量大小分別為：頻率相同、光矢量方向相同則合成后·13原子發(fā)光時(shí)間極短，人眼和感光儀器所感覺(jué)到的光強(qiáng)應(yīng)該是瞬時(shí)光強(qiáng)在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的平均值。即：考察合成后的光強(qiáng)分布兩列光波的疊加，實(shí)際上是兩束光中的光波列之間的疊加。P2114由于原子發(fā)光的間歇性和獨(dú)立性，使到達(dá)P點(diǎn)的二光波列位相差是雜亂變化的，也就是說(shuō)，其取值可以是0到 之間的一切數(shù)值，1、非相干疊加疊加后光強(qiáng)等與于兩光束單獨(dú)照射時(shí)的光強(qiáng)之和。
5、——無(wú)干涉現(xiàn)象所以“瞬息萬(wàn)變”P21152、相干疊加——有干涉現(xiàn)象初相位差恒定則對(duì)于空間指定點(diǎn)：第三項(xiàng)成為干涉項(xiàng)此時(shí)，初相位差是恒定的，各處的光強(qiáng)僅與Ｐ點(diǎn)到兩光源的距離有關(guān)。滿足相干條件的兩束光疊加后：16在兩束相干光相遇的區(qū)域，有些點(diǎn)的光振動(dòng)始終加強(qiáng)，而有些點(diǎn)的光振動(dòng)始終減弱，形成穩(wěn)定的振幅分布，這就是光的干涉現(xiàn)象。兩束光滿足：頻率相同振動(dòng)方向相同相位差恒定——相干條件P21原子自發(fā)輻射的間斷性和相位隨機(jī)性,不利于干涉條件的實(shí)現(xiàn).173、獲得相干光的方法利用普通光源獲得相干光的方法的基本原理是，把由光源上同一點(diǎn)發(fā)出的光設(shè)法分成兩部分，然后再使這兩部分疊加起來(lái)。這兩部分光實(shí)際上來(lái)自同一原子
6、的同一次發(fā)光，所以它們滿足相干條件，因而是相干光。分波陣面法：把光波的陣面分為兩部分。分振幅法：利用兩個(gè)反射面產(chǎn)生兩束反射光。①分波振面法②分振幅法楊氏干涉薄膜干涉③分振動(dòng)面法偏振干涉18薄膜單色點(diǎn)光源分波振面法獲得相干光的兩類典型方法分振幅法19波陣面分割法*光源振幅分割法20
