1、1波動光學幾何光學波動光學量子光學2第13章波 動 光 學光波疊加和光強呈現穩定的分布的規律在光的衍射中，應用疊加原理說明光強的分布波光矢量和光的各種偏振狀態光的干涉光的衍射光的偏振3 1 光波 光程 2 分波陣面干涉(揚氏雙縫干涉) 3 分振幅干涉(薄膜干涉) 4 干涉現象的應用光的干涉4 1 光波 光程 光是電磁波 電磁波具有各種頻率：無線電、微波、紅外線、可見光、紫外線、x射線和射線等電磁波波譜可見光能夠引起視覺效果的電磁波人眼最敏感的光是黃綠色光，在555nm附近。5 1 光波 光程 光是電磁波因為光是橫波，所以具有偏振特性。波線上 沿 軸在 平面上振動偏振矢量稱光矢量電矢量是光的視覺

2、量。光波的描述波源振動的初位相 光波 6光波的疊加 兩光波相遇發生干涉？兩列光波頻率相同、振動方向相同、位相差恒定。 光的相干條件干涉會使空間有光強的明暗分布Ps2s17兩個相同的獨立的光源： 空間光波干涉的明暗分布將不能保持穩定，其空間視覺效果為平均亮度！非相干疊加。空間有光波的疊加，但不能形成穩定的分布！由于原子躍遷的隨機性原則：將同一波列的光分成兩束，經不同路經后相遇，產生干涉。兩列光波頻率相同、振動方向相同、位相差恒定。8波陣面分割法*光源相干光的產生振幅分割法干涉加強 明干涉減弱 暗9考慮光在介質中傳播：真空中：介質中：介質中光波的波長比真空短。 光程如圖，當兩列光波相遇時，光波的干

3、涉條件由位相差決定：光在介質中傳播 r 幾何路程相當于在真空中傳播 nr 的幾何路程10引入光程將光在媒質中通過的路程折算成同一時間光 在真空中通過的路程。定義：光波在介質中傳播 x 路程對應的光程為 nx。設光線1在折射率n1介質中傳播的路程r1設光線2在折射率n2介質中傳播的路程r2兩光線的光程差：位相差與光程差的關系：明暗11注意兩光線的光程變化：物象的等光程性透鏡可以改變光的傳播方向，但不附加光程差。122022/7/12 由惠更斯原理，一個光波的波前上任意兩點都可以看成是發射子波的波源。由于是同一個波源，兩個子波的波函數： 2 分波陣面干涉特點：振動方向相同，頻率相同，相位差恒定。

4、揚氏(Thomas Young )雙縫干涉子波相遇時位相差：13根據上述思路,Thomas Young首次觀察到了光的穩定干涉現象。D干涉加強 明紋干涉減弱 暗紋明暗光程差14D當 Dd 時：加強 明紋減弱 暗紋k為條紋的級數15D明紋暗紋明紋位置(坐標)暗紋位置(坐標)k為條紋的級數16相鄰明(暗)紋間距：結論：雙縫干涉明(暗)紋等間距分布。D與波長成正比與縫間距 d 成反比條紋間距17明暗 雙縫干涉光強分布18明條紋0級明條紋-2級明條紋-3級明條紋1級明條紋-1級19暗條紋0級暗條紋0級暗條紋-1級暗條紋-2級暗條紋1級2021條紋間距變小介質中的Young實驗：22暗條紋級數區別條紋的條數和級數暗條紋有兩個0級楊氏干涉屏幕上明、暗條紋間距相同水進行楊氏干涉實驗則入射波長為介質中的Young實驗解13-T223真空折射率空氣折射率實驗氣體折射率加入