夫琅禾费衍射.ppt

知识要点及要求第十一章波动光学预备知识光的干涉光的衍射光的偏振返回主页应用知识A类知识:知识要点及其要求B类知识:光的相干性,光程和光程差的概念;分波阵面干涉:杨氏双缝干涉、洛埃镜;分振幅干涉:等倾干涉和等厚干涉;迈克耳逊干涉仪;惠更斯—菲涅耳原理,夫琅禾费单缝衍射;圆孔衍射,光学仪器的分辨率;光栅衍射;偏振光与自然光,马吕斯定律,布儒斯特定律。光的双折射现象;干涉、衍射、偏振光在工程技术中的应用。教学要求了解相干光的条件及获得相干光的方法;理解光程、光程差及半波损失等概念,掌握双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环、迈耳孙干涉仪的有关原理和公式;理解惠更斯-菲涅耳原理,掌握夫琅禾费衍射、光栅衍射的基本原理和应用;掌握偏振的有关概念及马吕斯定律,理解布儒斯特定律;了解圆孔衍射。重点:难点干涉条纹的规律及位置的计算;光栅衍射的成因及特点。授课学时:12学时杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环的有关原理和应用;夫琅禾费衍射、光栅衍射的基本原理和应用。§ 预备知识一、折射率:折射率与入射角、折射角的关系:折射率与光速的关系为说明折射率相对较大的物质,称为光密介质;折射率相对较小的物质,称为光疏介质。二、光源:能够发光的物体。发光机制:处于激发态的原子会自发跃迁到低激发态或基态,向外辐射电磁波.(1)热辐射(2)电致发光(3)光致发光(4)化学发光能级跃迁波列波列长L=c自发辐射非相干(不同原子发的光)非相干(同一原子先后发的光)..(5)同步辐射光源(6)激光光源受激辐射自发辐射E2E1即:普通光源发光特点:原子发光是断续的,每次发光形成一长度有限的波列,各原子各次发光相互独立,:是波长范围在400~760nm之间的电磁波。光色波长(nm)频率(Hz)中心波长(nm)红760~622660橙622~597610黄597~577570绿577~492540青492~470480兰470~455460紫455~400430可见光七彩颜色的波长和频率范围单色光:具有单一频率(或波长)的光称为单色光,如激光;复色光:包含有多个频率(或波长)的光称为复色光,如白光;三、光是一种电磁波电磁波是横波,:用矢量表示光矢量,、相位相同量值上:真空中的光速:四、爱因斯坦光子学说:光是由光源发出的一颗一颗的不连续的粒子流(叫光子流或光量子)组成。每个光子的能量为hγ,其中h为普郎克恒量,γ为光子的频率。五、光的干涉现象在两束相干光的相遇区域里,某些地方光振动始终加强(明条纹),某些地方光振动始终减弱(暗条纹),从而出现明暗相间的干涉条纹图样。三、光强:光的平均能流密度,表示单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光的能量在一个周期内的平均值(单位面积上的平均光功率)。光强与光振动的振幅成正比,即相干光与相干光源:两束满足相干条件的光称为相干光,相应的光源称为相干光源。相干条件:若两束光相遇区域振动方向相同,振动频率相同,相位相同或相位差保持恒定,那么这两束光在相遇的区域内就会产生干涉现象。光的干涉现象是波动过程的特征之一。干涉相长(加强)或干涉相消(减弱)的条件用相位表示用波程差表示:、(杨氏实验)(薄膜干涉)波阵面分割法*光源振幅分割法