光学13.ppt

第一章光的干涉
1
§ 光的电磁理论
其速度就是电磁波的传播速度.
光是某一波段的电磁波.
在真空中,
真空磁导率
真空介电常数
在介质中,
在透明介质中,
相对磁导率
相对介电常数
它是一切有质量的物体运动的速度极限.
现代公认的光在真空中速度最准确的值是:
真空中的相速, 又是光在真空中的群速.
所以,该式既是光在
真空中的光没有色散,
光学材料是非铁磁质,
所以有
2
§ 光的电磁理论
电磁波谱:
射线
x射线
微波
短波
中波
长波
对数坐标
对数坐标
软x射线
真空紫外线
紫外光
可见光
近红外光
中红外光
远红外光
线性坐标系
紫
靛
蓝
绿
黄
橙
红
光波
宇宙射线
3
§ 光的电磁理论
各种波长的电磁波中,能为人所感受的是400~
700nm(或390~760nm)的窄小范围.
对应的频率范围:
或
这波段内电磁波叫可见光,在可见光范围内,不
同频率的光波引起人眼不同的颜色感觉.
760 630 600 570 500 450 430 400(nm)
红橙黄绿青蓝紫
4
所以没有颜色的改变.
= 0 / n .
光波由真空进入介质,波长变短.
若某单色光波在真空中的波长为0 ,进入折
射率为 n 的透明介质中(没有吸收), 波长将变为
但频率不变.
§ 光的电磁理论
在电磁波谱中与可见光相接的,短波一端是紫
外线(4005nm);长波一端是红外线(760nm 
十分之几毫米).
5
§ 光的电磁理论
令d I表示光波在至+d间的光强度,
则单位波长间隔内的光强为
谱密度
单一波长的光叫单色光, 否则叫非单色光.
光源发出的总光强为
6
§ 光的电磁理论
气体放电发出的是线光谱.
热辐射发射的是连续光谱.
非单色光的光强按波长的分布叫做光谱.
每一条谱线只是近似的单色光,都有一定的宽度,
不同的化学成分都有自己的特征谱线.
越小,单色性越好.
7
作用,因此,在光学中,通常把E矢量称为光矢量,
光波中的振动矢量通常指的是电场强度.
在光和物质的相互作用中,通常都是电场起主要
§ 光的电磁理论
单位换算
把电振动称为光振动.
补充说明:
8
§ 光的电磁理论
电磁理论中,电磁波的能流密度矢量(波印廷
矢量)为
光强度:
能流密度:
是指在单位时间内通过与波的传播方
向垂直的单位面积的能量.
电磁波中
9
§ 光的电磁理论
任何检测器件都有一定的响应时间,都不能检测
光强度:
内的平均值.
电磁波能流密度的瞬时值,只能检测其在响应时间
所以,我们定义光的强度(光强)就是平均能流密度.
10