高二物理競賽光源 光的相干性課件

光具有波動(dòng)性的判據(jù)干涉現(xiàn)象衍射現(xiàn)象光是橫波的判據(jù)偏振現(xiàn)象

真空中的光速可見光的范圍光是一種電磁波，光矢量用矢量表示光矢量,它在引起人眼視覺和底片感光上起主要作用.第十四章波動(dòng)光學(xué)§14-1

光源光的相干性一、光源發(fā)光時(shí)間～10-8秒光波列波列長L=c光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子。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1.普通光源：屬于自發(fā)輻射

不同原子發(fā)的光··

同一原子先后發(fā)的光結(jié)論：普通光源發(fā)光具有獨(dú)立性、隨機(jī)性、間歇性1)

一個(gè)分子(或原子)在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)出一列光波,發(fā)光時(shí)間持續(xù)約10－8~10－10s.(間歇性)2)

同一分子在不同時(shí)刻所發(fā)光的頻率、振動(dòng)方向不一定相同。（隨機(jī)性、獨(dú)立性）2.激光光源：受激輻射=(E2-E1)/hE1E2(頻率、相位、振動(dòng)方向)

完全一樣

激光光源能發(fā)出頻率,相位,振動(dòng)方向,傳播方向相同的光.(3)各分子在同一時(shí)刻所發(fā)光的頻率、振動(dòng)方向、相位也不一定相同.(獨(dú)立性、隨機(jī)性)二、光的單色性具有單一頻率的光稱為單色光.各種頻率復(fù)合的光稱為復(fù)色光.

普通光源所發(fā)光為復(fù)色光,單色光源發(fā)光為單色光.激光為最好的單色光源.譜線寬度：I0/2(

I0是譜線最大強(qiáng)度)處的譜線的波長范圍(或頻率范圍)0oII0I0/2譜線寬度普通單色光的譜線寬度

：

10-30.1nm激光的譜線寬度：

10-910-6nm

越小，光的單色性就越好。產(chǎn)生單色光的方法(1)利用色散;(2)利用濾波片;(3)利用單色光源;(4)激光二、光的相干性1.干涉現(xiàn)象

兩列光波相遇時(shí),出現(xiàn)穩(wěn)定的明暗相間花樣稱為光的干涉現(xiàn)象.2.相干光滿足相干條件(1)頻率相同；(2)振動(dòng)方向相同；(3)相位差恒定.

一般兩獨(dú)立普通光源發(fā)出的光不是相干光(激光除外),只有同一光源,同一發(fā)光區(qū)域,同一時(shí)刻發(fā)出的光(即同一原子,同一時(shí)刻)才滿足相干條件.3.普通光源獲得相干光的途徑相干光只能從一個(gè)原子一次發(fā)光中獲得。(1)分波面法(2)分振幅法分波陣面法*光源分振幅法

光的干涉部分主要討論楊氏雙縫干涉和薄膜干涉。白光下的肥皂膜蟬翅在陽光下一光程光程差§14-2

光程光程差為什么要引入光程的概念？例子：相干光源s1、s2初相相同，到達(dá)p的距離相同，但經(jīng)過的媒質(zhì)不同，p點(diǎn)的干涉結(jié)果如何？

結(jié)論：p點(diǎn)的干涉結(jié)果取決于兩相干光在p點(diǎn)的相位差.p點(diǎn)的相位差計(jì)算能否化簡呢？P**光在真空中走r長的距離

相位改變了

—真空中波長光在媒質(zhì)中走r長的距離相位改變了

因光通過媒質(zhì)時(shí)頻率不變—媒質(zhì)中波長真空中的波長媒質(zhì)的折射率媒質(zhì)中的波長光在媒質(zhì)中走r長的路相位改變了

結(jié)論：光在媒質(zhì)中走過r的路程引起的相位變化，等于光在真空中走nr路程引起的相位變化。1.光程

折射率與幾何路程的乘積等效真空路程

從時(shí)間看：光在媒質(zhì)中通過距離r的時(shí)間與在真空中通過距離nr

的時(shí)間相同。光程的理解

從相位看：媒質(zhì)中距離r包含的波長數(shù)與真空中距離nr包含的波長數(shù)相同，即二者產(chǎn)生相同的相位差。波的頻率等于單位時(shí)間傳過媒質(zhì)中某點(diǎn)的波的個(gè)數(shù)。*P*P點(diǎn)的相位差2.光程差

光程就是光在媒質(zhì)中通過的幾何路程,按波數(shù)相等折合到真