光的波动性

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光的波动性原理及应用

光的波动性原理及应用

光的波动性原理及应用1. 光的波动性原理光是一种电磁波,具有波动性。

光的波动性原理主要可以从以下几个方面进行解释:•光的干涉与衍射现象:当光通过一组狭缝或障碍物时,会出现光的干涉和衍射现象。

这说明光是一种波动传播的现象。

•光的波长与频率:光的波长决定了它的颜色,而频率则决定了光的能量。

从这个角度来看,光的波长和频率也是光的波动性的体现。

•光的波动速度:根据光的波长和频率,可以计算出光的波动速度。

这个速度与真空中的光速相等,即约为3.00 × 10^8 m/s。

2. 光的波动性应用光的波动性不仅在光学领域有着广泛的应用,还涉及到其他许多科学和技术领域,下面列举了一些常见的光的波动性应用:•光学仪器:利用光的波动性原理,我们可以设计并制造许多光学仪器,如显微镜、望远镜、摄像机等。

这些仪器能够放大和捕捉光的波动,帮助我们观察和研究微小的物体或远处的景象。

•光的干涉和衍射:光的干涉和衍射现象常被应用于光学薄膜的制备、光栅的制造以及光波导器件的设计等领域。

它们可以用来修饰光的波动性,实现光的定向传输和调控。

•光波导:光波导器件利用光的波动性原理,将光束通过光纤或其他材料中的衍射光栅进行波导。

光波导器件在通信、传感和光子计算等领域有着广泛的应用。

•光的偏振:光的偏振现象是光的波动性的一种表现,通过控制光的偏振态,可以实现光的调制和传输。

这在光通信、光显示以及光存储等领域发挥着重要作用。

•光谱分析:光谱分析是利用光的波动性原理来研究物质的成分和性质的一种方法。

通过分析物体发射、吸收或散射的光谱,可以确定物质的组成和性质,广泛应用于化学、物理、天文学等领域。

3. 总结光的波动性原理是光学研究的基础,深入理解光的波动性对于光学应用的设计和开发具有重要意义。

通过利用光的波动性,我们可以实现光的传输、控制和调制,推动光学技术在各个领域的发展和应用。

同时,光的波动性也为我们提供了研究物质性质、探索自然规律的重要手段。

光的波动性和干涉现象

光的波动性和干涉现象

光的波动性和干涉现象光是一种电磁波,它具有波动性。

波动性使光能够传播,而干涉现象则展示了光的波动性的一些特殊特征。

本文将探讨光的波动性以及干涉现象,并解释它们在光学领域中的重要性。

第一部分:光的波动性光的波动性指的是光作为一个波动现象的性质。

光波的特点可以通过它的频率、波长和速度来描述。

频率表示波在单位时间内重复的次数,波长表示波的震动周期,速度表示波传播的速度。

这些特性与其他波动现象类似,例如声波和水波。

1.1 光的频率和波长在电磁波谱中,可见光是一种人眼能够感知的波段。

根据不同的频率和波长,可见光可以分为七种颜色,即红、橙、黄、绿、青、蓝和紫。

这些颜色在光学领域中起着重要的作用,例如,在光谱分析中,通过研究不同颜色的光波,可以确定物质的成分和结构。

1.2 光的传播速度光的传播速度在真空中大约为每秒30万千米,这是一个较快的速度。

根据相对论的原理,光在真空中的速度是一个常数,即光速。

这一特性对于测量时间和空间以及解释星际距离等问题都起着重要的作用。

第二部分:干涉现象干涉是指两个或多个波动系统相互作用和叠加的现象。

在光学领域中,干涉现象是指光波之间发生的相互作用和干涉。

干涉现象表现出明暗相间的条纹和颜色变化,这些现象可以通过光的波动性来解释。

2.1 干涉的类型干涉现象可以分为两种类型:构成干涉和破坏干涉。

构成干涉基于波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇的原理,从而增强了光的强度。

破坏干涉则基于波峰与波谷相遇的原理,从而减弱了光的强度。

2.2 干涉实验干涉现象可以通过干涉实验来观察和研究。

例如,杨氏双缝实验是一个经典的干涉实验。

在该实验中,一束光被一个屏幕阻挡,只留下两个小孔,光通过小孔后形成两束波,再次叠加时产生干涉条纹。

这些条纹展示了光波的干涉特性,并为研究光的波长和频率提供了重要的实验依据。

第三部分:光的波动性与干涉的应用光的波动性和干涉现象在光学领域的应用非常广泛。

3.1 干涉仪器干涉仪器是一类利用干涉现象进行测量和分析的设备。

光的波动性与光的粒子性

光的波动性与光的粒子性

光的波动性与光的粒子性光是一种电磁波,具有波动性和粒子性两个方面的特性。

光的波动性表现为光的传播遵循波动方程,能够产生干涉、衍射等波动现象;而光的粒子性则表现为光的能量以离散的粒子形式传播,被称为光子。

这两个方面的特性构成了光在宏观和微观层面上的独特行为。

光的波动性是指光在传播过程中表现出的波动现象。

根据麦克斯韦方程组和电磁波理论,光是由电场和磁场交替变化而组成的电磁波。

光的传播满足波动方程,可以用波长、频率、波速等参数进行描述。

在光与物质相互作用时,光的波动性可以解释干涉和衍射现象。

光的干涉是指两束或多束光波相互叠加、增强或减弱的现象,它可以产生明暗相间的条纹。

例如,干涉现象在杨氏双缝实验中得到了清晰的观察和解释。

光的衍射是指当光波传播到物体边缘或经过小孔时,会发生弯曲,使光线绕过物体后形成弯曲的扩散波前。

这种现象在日常生活中常常可以观察到,例如太阳光透过云彩时的模糊边缘。

光的粒子性是指光在能量传递上以离散的粒子形式进行传播。

爱因斯坦在20世纪早期提出了光的粒子性的概念,将光的能量量子化为光子。

光子是光的最小粒子单位,具有一定的能量和动量。

光的粒子性可以解释光的吸收和发射现象。

当光与物质相互作用时,光子被吸收或发射,使得电子从一个能级跃迁到另一个能级。

这一过程可以用于激光技术、光电子学等领域。

例如,激光是由光子组成的高能量、单色性和相干性非常强的光束,广泛应用于科学研究、医疗、通信等领域。

光的波动性和粒子性并不矛盾,而是相互补充的两个方面。

在某些实验中,光既表现出波动性,又表现出粒子性。

例如,杨氏双缝实验中,通过光的干涉条纹可以观察到光的波动性,但当光强度足够弱时,可以观察到光的粒子性现象,即光子一个一个地经过双缝,逐个地被探测器接收到。

这种现象被称为光的波粒二象性。

光的波动性和粒子性的表现形式取决于实验的条件和观测的方式,没有单一的解释可以完全描述光的行为。

总之,光既是一种电磁波,具有波动性,又是由光子组成的粒子流,具有粒子性。

光的波动性

光的波动性

光的波动性
光的波动性:光是一种波动,由发光体引起,和声一样依靠媒
质来传播。

关于光的本性的一种学说。

第一位提出光的波动说的是与牛顿
同时代的荷兰人惠更斯。

他在17世纪创立了光的波动学说,与光的
微粒学说相对立。

他认为这种学说直到19世纪初当光的干涉和衍射
现象被发现后才得到广泛承认。

在1660年代,胡克(Robert Hooke)发表了他的光波动理论。

他认为光线在一个名为发光以太(Luminiferous ether)的介质中
以波的形式四射,并且由于波并不受重力影响,他假设光会在进入
高密度介质时减速。

光的波理论预言了1800年托马斯杨发现的干涉
现象以及光的偏振性。

杨用衍射实验展现了光的波动性特征,还提
出颜色是由光波波长不同所致,用眼睛的三色受体解释了色觉原理。

光的波动性的典型表现

光的波动性的典型表现

光的波动性的典型表现
光的波动性是光与物质存在关系中物理现象的一种表现。

它分为干涉、衍射、折射和散射等,反映了物质对光能量的处理行为特征。

首先,光的波动性表现主要体现在折射中。

折射是指当光线通过由不同的种类的物质,在其形成的界面上发生改变,就叫折射。

由于物体折射率不同,光线会在不同物体界面上发生变化,会出现折射现象,被称之为“折射”。

其次是光的波动性在衍射中的表现。

衍射是指当光被某种格栅状物体吸收或遮挡时会发生一种物理现象,即光沿着格栅线裕放未来,呈现出圆形剪影的现象,这种现象叫做衍射。

再来是光的波动性在干涉中的表现。

干涉是指从相同方向出发的光线在物体的表面受到干扰后叠加形成的光的现象。

会形成纹理状的图形,再加上运动的物体及其反射的光线,这种光线会发生不同的对称性形状,从而表现出干涉现象。

最后是光的波动性在散射中的表现。

散射是指当一束光线照射到有一定形状、尺寸的颗粒物体时,会发生散射现象,即光束在颗粒物体表面上反弹,造成物体四周发散的散射现象,这种现象叫做散射。

总之,光的波动性在衍射、折射、干涉和散射等方面有着显著的特征,反映了物质对光的处理特性,让人类在不同的现象中感受到丰富的视觉效果。

光的偏振与光的波动性知识点总结

光的偏振与光的波动性知识点总结

光的偏振与光的波动性知识点总结光是一种电磁波,在传播过程中具有波动性和偏振性。

理解光的偏振和波动性对于研究光学现象和应用具有重要意义。

本文将对光的偏振和波动性的知识点进行总结。

一、光的波动性光的波动性是指光的传播具有波动性质。

光波的特点包括波长、频率和振幅。

1. 波长:光波的波长指的是两个相邻波峰(或波谷)之间的距离,通常用λ表示。

波长与光的颜色有关,不同波长的光具有不同的颜色。

2. 频率:光波的频率指的是单位时间内波峰(或波谷)的个数,通常用ν表示。

频率与波长之间有关系:频率等于光速除以波长,即ν=c/λ,其中c为光速。

3. 振幅:光波的振幅表示波的强度或能量大小。

振幅越大,波的强度越大。

二、光的偏振光的偏振是指光波中的电矢量(电场的方向)仅在一个特定的方向上振动。

光的偏振可以通过偏振片实现。

常见的偏振情况包括自然光、线偏振光和圆偏振光。

1. 自然光:自然光是指光波中的电矢量在所有方向上均匀振动,其光波是由许多不同方向的分量构成的。

2. 线偏振光:线偏振光是指光波中的电矢量只在一个平面上振动,其振动方向可以是任意的。

线偏振光可以由偏振片产生,偏振片只允许某个特定方向上的光通过,而将其他方向上的光吸收或透过。

3. 圆偏振光:圆偏振光是指光波中的电矢量在平面内旋转,形成螺旋状振动。

圆偏振光可以由波片产生,波片具有调整电矢量旋转方向和速率的功能。

三、光的偏振与光的波动性之间的关系光的偏振与光的波动性有密切的联系。

光的波动性决定了光的传播方式和性质,而光的偏振则涉及光波的方向性和振动方式。

1. 光波与偏振:光波可以存在不同的偏振状态,包括线偏振、圆偏振和自然光。

不同偏振状态的光波在传播中表现不同的特性,如透过偏振片的能力和相位差的变化等。

2. 光的波动性与固体材料:光的波动性对于固体材料的光学性质和物理行为具有重要影响。

例如,光的折射、反射、散射和干涉等现象都可以通过光的波动性来解释。

3. 光的偏振与光学器件:光的偏振可用于设计和制造各种光学器件和设备,如偏振镜、液晶显示屏等。

光的波动性质

光的波动性质光是一种电磁波,具有波动性质。

本文将对光的波动性质进行探讨,包括光的波长、频率、传播速度以及光的干涉和衍射等相关特性。

一、光的波长和频率光是一种电磁波,它可以通过波长和频率来描述。

波长是指光波的一个周期所对应的长度,通常用λ表示,单位是米(m)。

频率是指光波在单位时间内通过某一点的次数,通常用ν表示,单位是赫兹(Hz)。

光的波长和频率之间存在着特定的关系,即光的速度等于波长乘以频率。

光在真空中的速度约等于3×10^8米/秒,因此可以得到光的速度等于波长乘以频率的公式:c = νλ。

二、光的传播速度光在真空中的传播速度是一个常数,约等于3×10^8米/秒,通常用小写字母c表示。

这意味着光的传播速度与波长和频率无关,即无论光的波长多长,频率多高,光在真空中的传播速度都保持不变。

然而,当光波传播到介质中时,其传播速度会发生改变,这是因为介质的折射率不同于真空的折射率。

由于介质对光的传播产生了阻碍或减缓作用,使得光在介质中的传播速度较在真空中的传播速度要小。

三、光的干涉和衍射1. 光的干涉干涉是指两个或多个光波相遇并叠加形成干涉图案的现象。

光的干涉可以分为两种类型:构造性干涉和破坏性干涉。

构造性干涉是指光波相遇时,波峰与波峰相重叠,波谷与波谷相重叠,从而达到增强波幅的效果。

破坏性干涉是指光波相遇时,波峰与波谷相重叠,波峰与波谷相消,从而使得波幅减弱或彼此抵消。

2. 光的衍射衍射是指光通过一个边缘或障碍物后发生偏折和扩散的现象。

光的衍射是由于光的波动性质所导致的。

根据衍射的特点,光的波动性可解释为光的传播是朝着范渡尔交线前进,并且朝着物体的阴影区域扩散。

衍射现象将局限于干涉程度较弱的情况下,当光通过一个非常狭缝时,衍射现象将变得比较明显。

结语光的波动性质是光学研究中的重要内容。

本文介绍了光的波长和频率的概念,以及光在真空和介质中的传播速度的特点。

另外,我们还探讨了光的干涉和衍射现象,进一步揭示了光的波动性质。

光的波动性解释光的波动性和干涉

光的波动性解释光的波动性和干涉在物理学中,光被认为是一种电磁波,具有波动性。

光的波动性可以通过干涉现象来解释。

干涉是指两束或多束光波相遇时产生的相互影响现象。

光的波动性是基于光是由电场和磁场组成的电磁波的性质。

光波在空间中传播时,电场和磁场的振动会引发电磁波的传播。

这种振动以波的形式传播,并在传播过程中具有波动性。

干涉现象是光的波动性的重要证据之一。

当两束光波相遇时,它们会叠加形成一个新的波形。

如果两束波的幅度相位相同,它们将加强,形成明亮的干涉条纹,我们称之为构成干涉的光波是相干的。

相反,如果两束波的相位差为180度,它们将相互抵消,形成暗的干涉条纹。

干涉现象可以用光的波动性解释。

当两束光波相遇时,它们的电场和磁场在空间中叠加。

根据波动理论,电场和磁场的叠加会导致干涉现象。

例如,在双缝干涉实验中,当光波通过两个狭缝时,它们会发生干涉现象,形成明暗相间的干涉条纹。

这可以通过波动理论来解释,即两个狭缝成为两个波源,它们产生的波相互叠加形成干涉条纹。

干涉现象的解释不仅能够证明光的波动性,还能用来解释各种干涉器件的工作原理。

例如,杨氏双缝干涉仪利用两个狭缝产生相干光波,通过观察干涉条纹的变化可以推断出光的波动性。

同样地,迈克尔逊干涉仪和马赫-曾德尔干涉仪利用光的波动性来测量光的相位差和其它参数。

光的波动性和干涉不仅在物理学中有重要的意义,在实际应用中也具有广泛的应用。

干涉现象被用于光的测量、干涉光谱仪的设计、光学薄膜的制备等领域。

通过对光的波动性和干涉的研究,我们可以更好地理解光的行为,并将其应用于各种实际问题中。

总的来说,光的波动性和干涉是光学中重要的概念。

光的波动性通过干涉现象得到解释,并且在理论研究和实际应用中具有广泛的意义。

通过不断深入研究和探索,我们可以更加全面地了解光的波动性和干涉现象的本质。

光的衍射与光的波动性

光的衍射与光的波动性光的衍射和光的波动性是光学中重要的概念,它们揭示了光在传播过程中的特性和行为。

本文将从理论和实验两个方面介绍光的衍射和光的波动性。

一、光的波动性光既可以被看作粒子,也可以被看作波动。

而光的波动性主要体现在它的传播过程中。

光的波动性可以通过干涉和衍射现象来证明。

1. 光的干涉现象干涉是指两束或多束光波相互叠加或相互作用的现象。

当光波相遇时,它们会根据不同的相位差发生干涉。

干涉可以分为两种类型:构造干涉与破坏干涉。

构造干涉是指两束或多束光波相遇后,互相加强而形成明亮的干涉条纹。

常见的光的构造干涉现象有杨氏双缝干涉和干涉过程。

破坏干涉是指两束或多束光波相遇后,互相减弱而形成暗淡的干涉条纹。

常见的光的破坏干涉现象有牛顿环和菲涅尔双镜片干涉等。

2. 光的衍射现象衍射是指光通过障碍物后在远离障碍物处的扩散现象。

光波通过一个狭窄的缝隙后,会呈现出弯曲、扩散的特性。

衍射现象可以通过夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射等进行研究。

夫琅禾费衍射是指光波通过一个狭缝后,形成中央明亮,周围暗淡的夫琅禾费衍射图样。

狭缝越窄,夫琅禾费衍射图案越明显。

菲涅尔衍射是指光波通过足够大的圆孔或孔缝后,在远离孔口的区域呈现出周期性的亮度分布。

二、光的波动性的理论解释对于光的波动性的理论解释,主要有两种模型:亚当斯模型和惠更斯-菲涅尔原理。

1. 亚当斯模型亚当斯模型认为,光是由许多非常短的振动着的颗粒组成,它们像球一样直线传播,当遇到障碍物时,会在障碍物上产生反射和折射。

2. 惠更斯-菲涅尔原理惠更斯-菲涅尔原理认为,每个波前上的每个点都是次波源,它们发出球面波,波前在继续传播。

当光波通过障碍物后,波前和振幅会发生变化,从而产生衍射和干涉现象。

三、实验验证光的衍射和波动性为了验证光的衍射和波动性,科学家进行了许多实验。

其中最著名的实验是杨氏双缝干涉实验和杨氏单缝衍射实验。

1. 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验是证明光的波动性的经典实验之一。

光的波动性及其在光学中的影响

光的波动性及其在光学中的影响光是一种电磁波,具有波动性和粒子性。

本文将探讨光的波动性及其在光学中的影响。

一、光的波动性光的波动性是指光具有波动的特性,表现为光的传播速度、频率和波长等。

根据光的波动性,我们可以解释光的干涉、衍射和偏振等现象。

1. 干涉干涉是指两束或多束光波相互叠加产生的干涉条纹。

这是由于光波的波动性导致的。

当两束光波相遇时,它们会相互叠加,形成明暗相间的干涉条纹。

这种干涉现象在光学仪器和光学测量中被广泛应用。

2. 衍射衍射是指光波通过一个孔或者绕过一个障碍物后发生的波动现象。

光波的波动性导致了衍射的发生。

当光波通过一个小孔时,它会弯曲并扩散到周围,形成一个圆形的衍射光斑。

这种现象在显微镜和望远镜中起着重要的作用。

3. 偏振偏振是指光波的振动方向被限制在一个特定的方向上。

光波的波动性使得光可以被偏振器过滤,只允许特定方向的振动通过。

这种现象在光学通信和光学显示中被广泛应用。

二、光的波动性在光学中的影响光的波动性在光学中起着重要的作用,影响着光的传播、成像和测量等方面。

1. 光的传播光的波动性决定了光的传播速度和路径。

根据光的波动性,我们可以解释光在介质中的折射现象。

当光从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光密度不同,光波会发生折射。

这种折射现象可以通过斯涅尔定律来描述,该定律是基于光的波动性推导出来的。

2. 光的成像光的波动性对光的成像有重要影响。

在光学成像中,光线通过透镜或反射镜聚焦到成像平面上,形成清晰的图像。

光的波动性使得光线能够经过透镜或反射镜的折射和反射,从而实现对物体的成像。

这种成像原理在摄影、显微镜和望远镜等领域得到广泛应用。

3. 光的测量光的波动性对光学测量有着重要的影响。

在光学测量中,常常使用干涉和衍射现象来测量物体的形状、表面粗糙度和光学常数等。

由于光的波动性,我们可以利用干涉仪和衍射仪等设备进行精密的测量。

这种测量方法在科学研究和工程应用中具有重要意义。

总结:光的波动性是光学中的重要概念,它解释了光的干涉、衍射和偏振等现象。

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幻灯片1第十章波动光学1幻灯片2幻灯片3幻灯片4第一节光的干涉幻灯片5•光是横波,也是电磁波。

•光在人眼视觉范围内的波段为400nm−760nm。

一、光波的描述二、可见光、单色光、白光幻灯片6当两列(或几列)满足一定条件的光波在某区域同时传播时,空间某些点的光振动始终加强;某些点的光振动始终减弱,在空间形成一幅稳定的光强分布图样,称为光的干涉现象。

(2)频率相同(3)有恒定的位相差(1)振动方向相同三、光的干涉现象四、相干条件黄光干涉条纹幻灯片7幻灯片8原子发光是间歇式的。

各个原子的发光是完全独立的,互不相关,不确定;频率,振动方向,位相差及传播方向等都可能不同。

幻灯片 92.激光光源完全一样(频率,相位,振动,传播方向)例如:氦氖激光器;红宝石激光器半导体激光器等。

幻灯片 10一、相干光的获得1.分波面法2.分振幅法在同一波面上取两个点,使子波经过不同的路径后再相遇产生干涉的方法为分波面法。

如杨氏双缝干涉。

一束光线经过介质薄膜的反射与折射,形成的两束光线产生干涉的方法为分振幅法。

如薄膜干涉、牛顿环等。

思路:六、相干光的获得想办法获得从同一批原子发出但经过不同光程的两列波来产生干涉幻灯片 11干涉法检查平面分振幅法——薄膜干涉幻灯片 12白光的牛顿环黄光的牛顿环分振幅法——牛顿环幻灯片 13S 1S 2S分波面法——杨氏双缝干涉幻灯片 14英国物理学家、考古学家、医生、光的波动说奠基人之一。

他的一生,可谓博学多艺,才华超众,从小就有神童之称,兴趣十分广泛。

1773年6月13日出生1795年获得了医学博士学位。

他的一生曾研究过多种学科(物理、数学、医学、天文、地球物理、语言学、动物学、考古学、科学史等),并精通绘画和音乐,在科学史上堪称百科全书式的学者。

在光学方面:1801年首先用单一光源产生相干光,首次测出光波的波长;从生理角度说明了人眼色盲现象;第一次发现人的眼睛晶状体的聚光作用;建立了三原色原理,——红、绿、蓝。

七、简介Thomas Young(1773~1829)幻灯片 15八、杨氏双缝干涉实验装置光具座及附件示意图1.导轨2.滑块3.半导体激光器4.双缝架5.屏6.锁紧螺钉幻灯片 16白光干涉条纹红光干涉条纹幻灯片 17xBo1s 2s s实验装置1r 2r dd >>''d θδθ三、杨氏双缝干涉原理d21sin r r d d tg δθθ=-≈⋅≈⋅'d x d=δ幻灯片 18幻灯片 19讨论一定时,若k 、变化,则X 将怎样变化?2')12(λd d k +±暗纹λdd k'±=x 明纹 ,2,1,0=k 'd d 、λ1)幻灯片 202)若变化,X 将怎样变化?d一定时,'d 、λ讨论2')12(λd d k +±暗纹λdd k'±=x 明纹 ,2,1,0=k幻灯片 21幻灯片 22一定时,若变化,则将怎样变化?'d d 、λx∆1)讨论)1(=∆k 条纹间距dd x λ'=∆幻灯片 232)条纹间距与的关系如何?x ∆d 一定时,'d 、λ)1(=∆k 条纹间距dd x λ'=∆讨论幻灯片 24(1)明暗相间的条纹对称分布于中心O 点两侧。

dx d x x 1'∝∆∝∆∝∆λ干涉条纹特点:(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距,与干涉级k 无关。

)1(=∆k 条纹间距dd x λ'=∆幻灯片 25幻灯片 26例2:.白色平行光垂直入射到间距为d =0.25mm 的双缝上,距缝50cm 处放置屏幕,分别求第一级和第五级明纹彩色带的宽度。

(设白光的波长范围是从400.0nm 到760.0nm )。

解:由公式d kD x /λ=可知波长范围d kD x /λ∆∆=为∆λ时,明纹彩色宽度为当k =1 时,第一级明纹彩色带宽度为()25.0/1040076050061-⨯-⨯=x ∆mm72.0=k =5 第五级明纹彩色带宽度为x x 155∆∆=mm6.3=幻灯片 27例题3:用薄云母片(n =1.58)覆盖在杨氏双缝的其中一条缝上,这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。

如果入射光波长为5500Å,问云母片的厚度为多少?解:原七级明纹P 点处λ712=-r r 插入云母后,P 点为零级明纹()012=+--nd d r r ()17-=n d λm 106.6158.1105500717610--⨯=-⨯⨯=-=n d λP 01r 2r d1s 2s幻灯片 28幻灯片 29幻灯片 30幻灯片 31幻灯片 32幻灯片33幻灯片34 幻灯片35 幻灯片36 幻灯片37幻灯片38 幻灯片39 幻灯片40幻灯片41利用薄膜干涉使反射光减小,这样的薄膜称为增透膜。

幻灯片42幻灯片43幻灯片44 幻灯片45第二节光的衍射幻灯片46 一、光的衍射现象1.衍射现象:波在传播过程中遇到障碍物,能够绕过障碍物的边缘前进这种偏离直线传播的现象称为衍射现象。

单缝K abS光源(a)屏幕E屏幕E'单缝Ka'S光源(b)b'2、说明特性:衍射和干涉一样,是波动的基本特征;光束在衍射屏上的什么方向上受到了限制,则在接受屏上的衍射图样就沿该方向扩展;光孔越小,对光束的限制越厉害,则衍射图样越扩展,衍射效应越厉害。

幻灯片47 各种孔径的夫琅禾费衍射图样正三边形孔正四边形孔正六边形孔正八边形孔幻灯片48幻灯片 49幻灯片 50光源在透镜L 1的物方焦平面接收屏在L 2象方焦平面X光强二、单缝夫琅和费衍射实验装置S1L A2L EYY XX1.实验装置2.实验现象•明暗相间的平行于单缝衍射条纹;•中央明纹明亮且较宽;•两侧对称分布着其它明纹。

幻灯片 51三、菲涅耳半波带法解释单缝衍射1.菲涅耳半波带E单缝fxoθ3A 1A 2A a ①②PB A幻灯片 52幻灯片 53×λ/2时,幻灯片 54所以两个“半波带”上发的光在P 处干涉相消,可将缝分成三个“半波带”,其中两个相邻的半波带发的光处干涉相消,剩一个“半波带”发的光在处即为中央亮纹旁边的那条幻灯片 55当δ=2λ时,可将缝分成四个“半波带”它们发的光在P 处两两相消,又形成暗纹……幻灯片 56幻灯片57幻灯片58 幻灯片59 幻灯片60 幻灯片61四、干涉与衍射的本质光的干涉与衍射一样,本质上都是光波相干叠加的结果。

一般来说,干涉是指有限个分立的光束的相干叠加,衍射则是连续的无限个子波的相干叠加。

干涉强调的是不同光束相互影响而形成相长或相消的现象;衍射强调的是光线偏离直线而进入阴影区域。

幻灯片62*S衍射屏观察屏aλ一般a≯10-3λλ衍射屏观察屏L'LS孔的衍射缝的衍射孔的投影菲涅耳衍射夫琅禾费衍射孔的衍射幻灯片63单缝衍射和多缝衍射干涉的对比(d =10a)19个明条纹缺级缺级单缝多缝幻灯片64幻灯片65幻灯片66 幻灯片67 幻灯片68 幻灯片69幻灯片70幻灯片71幻灯片72汞的光栅光谱幻灯片 73第三节光的偏振幻灯片 74一、光的偏振性1、横波和纵波的区别——偏振•纵波:振动方向与传播方向一致,不存在偏振问题;•横波:振动方向与传播方向垂直,存在偏振问题。

定义:振动方向对于传播方向的不对称性称为偏振性。

说明:只有横波才具有偏振现象,偏振现象是横波区别于纵波的最明显的特征。

若振动方向平行AB通若把AB 旋900,则不通纵波无偏振现象幻灯片 75偏振片大分子物质对振动方向反映出吸收系数不同通光方向或偏振化方向通光方向腰横别扁担进不了城门幻灯片 761. 线偏振光线偏振光图示也叫面偏振光偏振光完全偏振光二.光源的偏振状态在纸面内振动垂直纸面的振动光矢量()只在一个固定平面内沿单一方向振动的光。

E ·面对光的传播方向看幻灯片 77幻灯片 78幻灯片 79没有优势方向自然光的分解组合叫自然光。

z x y 自然光及其表示法zxy 自然光及其表示法幻灯片 80彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅不同的大量称部分偏振光,与线偏振光之间。

x yz部分偏振光及其表示法垂直纸面的光振动较强在纸面内的光振动较强部分偏振光的分解幻灯片 81幻灯片 82幻灯片 83五、偏振片起偏和检偏•••1、基本概念•普通光源发出的是自然光,用于从自然光中获得偏振光的器件称为起偏器。

•人的眼睛不能区分自然光与偏振光,用于鉴别光的偏振状态的器件称为检偏器2、偏振片——聚乙烯醇薄膜浸碘、拉伸并哄干。

是一种人工膜片,对不同方向的光振动有选择吸收的性能,从而使膜片中有一个特殊的方向,当一束自然光射到膜片上时,与此方向垂直的光振动分量完全被吸收,只让平行于该方向的光振动分量通过,即只允许沿某一特定方向的光通过的光学器件,叫做偏振片。

这个特定的方向叫做偏振片的偏振化方向,用“”表示。

幻灯片 84幻灯片 85五、马吕斯定律马吕斯( Etienne Louis Malus 1775-1812 )•法国物理学家及军事工程师。

出生于巴黎。

•1808年发现反射光的偏振,确定了偏振光强度变化的规律;•1810年被选为巴黎科学院院士,曾获得过伦敦皇家学会奖章。

•1811年,他发现折射光的偏振。

幻灯片 86幻灯片 87幻灯片 88(C )用偏光镜消除了反射偏振光,使玻璃门内的人物清晰可见(A )玻璃门表面的反光很强(B )用偏光镜减弱了反射偏振光幻灯片 89幻灯片 90以入射线为轴转方解石,光点o 不动,e 绕o 转,用偏振片检验,二者都是偏振光,且偏振方向互相垂直。

双折射现象——一束光入射到各向异性的媒质中分成两束光的现象。

e••o···方解石oe ···所以,利用双折射现象也可以获得线偏振光。

幻灯片 91幻灯片 92三、波片1、四分之一波片能使出射的两束线偏振光产生π/2相位差的波片称为四分之一波片41λe o n n d -=2、二分之一波片能使出射的两束线偏振光产生π相位差的波片称为二分之一波片21λe o n n d -=对某个波长λ而言,当o 、e 光在晶片中的光程差为λ的某个特定倍数时,这样的晶片叫波晶片,简称波片。

幻灯片 93幻灯片 94幻灯片 95旋光现象一、旋光现象偏振光通过某些透明物质后,其振动面方将以光的传播方向为轴线转过一定的角度,这种现象称为旋光现象。

能够产生旋光现象的物质称为旋光物质。

如石英、糖、酒石酸钾钠等。

•右旋物质:迎着光的传播方向观看,使振动面按顺时针方向转动的物质,如葡萄糖、石英等。

•左旋物质:迎着光的传播方向观看,使振动面按逆时针方向转动的物质,如果糖等。

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