1、引言: 光的本性,微粒说 牛 顿,波动说 惠更斯,17世纪到18世纪末占统治地位,杨氏双缝实验（1801年），干涉和衍射 傅科光速测量（1862年） 麦克斯韦电磁理论与赫兹实验光是电磁波,萌芽时期（公元前5世纪16世纪）,毕达哥拉斯 德谟克里特,柏拉图 欧几里得,19世纪,2 几何光学（17世纪-18世纪末）,3 波动光学（19世纪初-后半世纪）,光 学,1 萌芽时期（公元前5世纪16世纪）,建立了光的反射、折射定律,理论：微粒说代表：牛顿波动说代表：惠更斯,英国人托马斯.杨 法国人菲涅尔,19世纪后半期麦克斯韦建立电磁理论，1887年 赫兹用实验证实光是一种电磁波。,墨经、梦溪笔谈,毕达哥拉
2、斯 德谟克里特,柏拉图 欧几里得,4 量子光学（20世纪初 ）,5 现代光学（20世纪50年代）,电磁波动说在解释“黑体幅射” “光电效应”等实验遇到困难,1900年普朗克提出了“热幅射量子理论” 爱因斯坦提出了光子理论。,光具有复杂性，它的本性只能通过它所表现的性 质来确定，它的某些方面象波而另一方面象微粒 （波粒二象性）但它不是二者的混合体,第17章 光的干涉,17.1 光矢量 光程,一、光,可见光波长-,实验表明：1 引起眼睛视觉效应和光化学效应的是光波中的电场,定义：光矢量 -光振动中的电矢量,光振动-电矢量周期性的变化,定义：光强度光的相对强度,2 人眼及物理仪器检测光的强度由光的能
3、流密度决定,二、介质中光的速度与波长,-折射率,光在介质中的速度：,光在介质中的波长：,光在介质中传播时波 长变短了，为真空中 波长的n分之一,3 人眼对于颜色的感觉由光的频率决定频率只由光源决定，与介质无关,1、真空中的相位关系,设,三、相位关系,设,2、介质中的相位关系,光程L=nr,说明：1 ）就相位变化而言，单色光在折射率为 n 的 介质中通过的几何路程 r ，相当于在真空 中通过 nr 的几何路程。,2 ) 光在介质中传播时，其相位变化，不但与几何路程有关，还与介质的折射率及真空中的波长有关。,例如，求光程：,3 光程差,两光程之差 叫做光程差,相位差：,注意:对干涉起决定作用的是光
4、程差,而不是波程差光程差决定相位差.式中 为光在真空的波长,四、 薄透镜的等光程性,结论：当用薄透镜观测干涉时，不会带来附加的光程差,如图所示：,可以证明：,一、光的相干条件,讨论同方向、同频率的光的叠加,P点的合振幅,17.2 光的干涉现象 相干光,1 非相干叠加,非相干叠加时的光强度等于叠加的两光波的强度之和,无恒定的值时,随时间迅速变化,2 相干叠加,保持恒定,相干条件：,频率相同、振动方向平行且相位差恒定,干涉相长和干涉相消的条件：,（1）零级明条纹移至何处？,（2）若新零级明条纹移至原来的第 k 级明条纹处， 其厚度 h 为多少？,1、原子的发光特点,间歇性-同一原子，不同时刻发出的
5、 不同；,独立性-不同原子，同一时刻发出的 不同；,相干性-同一原子，同一时刻发出的同一波列相干。,二、获得相干光的方法,2、获得相干光的方法,原则：同一点光源， 先分束，再合成。,1）分波阵面法,让光通过几个并列的小缝或小孔把光的每束波列分开，称为分割波振面法。,2）分振幅法,P,让光在薄膜的上下表面反射或透射，形成分束,分振幅实际上是分能量,16.3 双缝干涉,一、杨氏双缝干涉实验,获得相干光的方法是分波阵面法,托马斯.杨,1801年,d：0.2mm D： 1 2m,二、定量分析,两式相减,r2+r1 2D,明条纹位置（干涉加强）,暗条纹位置（干涉相消）,明条纹间距,暗条纹间距,总结：,对应于k=0的明纹称为中央明条纹, 对应于k=1, k=2,称为第一级, 第二级，明条纹,相邻两明(或暗)条纹的间距,明暗相间的等间隔直条纹,影响条纹疏密的因素,d,D,作业：17.10 17.11 17.12,预习：17.3 双缝干涉17.3 薄膜干涉,
