光的本質(zhì)

1、2024/3/19,yy,1,應(yīng)用光學(xué),幾何光學(xué)：發(fā)光點(diǎn)、光線物理光學(xué)常用光學(xué)儀器,2024/3/19,yy,2,,光的本質(zhì),2024/3/19,yy,3,,光的直線傳播,2024/3/19,yy,4,,影子的形成,2024/3/19,yy,5,,光能汽車,2024/3/19,yy,6,光的微粒說：發(fā)光體發(fā)出一定速度向空間各個方向直線傳播的微粒,2024/3/19,yy,7,光的干涉,2024/3/19,yy,8,2024/3

2、/19,yy,9,光的偏振,2024/3/19,yy,10,惠更斯： 波動說,2024/3/19,yy,11,2024/3/19,yy,12,2024/3/19,yy,13,,,微粒說,,波動說,交 鋒,2024/3/19,yy,14,當(dāng)我們用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，將感光膠片放在屏的位置上，會看到什么樣的照片呢？為什么會有這種現(xiàn)象？,2024/3/19,yy,15,,,,短,長,,曝光時間,結(jié)論,,1、這

3、張照片清晰的顯示了光的粒子性．,2、光子落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較大（干涉加強(qiáng)區(qū)），說明光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動規(guī)律進(jìn)行解釋．,,2024/3/19,yy,16,粒子性,波動性,波粒二象性,2024/3/19,yy,17,光的波粒二象性,光的粒子性：動量 能量 多體現(xiàn)在與其他介質(zhì)作用中 個別光子的效果光的波動性：頻率 波長

4、 多體現(xiàn)在傳播過程中 大量光子的效果,2024/3/19,yy,18,一、光的干涉,兩列相干光波相遇時發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強(qiáng)，在另外一些區(qū)域總減弱，出現(xiàn)明暗相間的條紋或者是彩色條紋的現(xiàn)象叫做光的干涉。,2024/3/19,yy,19,豐富多彩的干涉現(xiàn)象,水膜在白光下,白光下的肥皂膜,2024/3/19,yy,20,蟬翅在陽光下,蜻蜓翅膀在陽光下,白光下的油膜,肥皂泡玩過嗎?,20

5、24/3/19,yy,21,為什么任意兩束光觀察不到干涉呢？,2024/3/19,yy,22,,必須是相干光源產(chǎn)生的光疊加時才能出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象。,2024/3/19,yy,23,1、條件,兩束光的頻率相同相位差恒定振動方向相同,2024/3/19,yy,24,2、相干光的獲得,原理（先分開，再相遇） 把一個光源發(fā)出的光束分成兩束，然后再使它們相遇方法 陣面分割 振幅分割 激光光源,2024/3/

6、19,yy,25,2024/3/19,yy,26,2024/3/19,yy,27,二、光程和光程差,(1)光程定義：光波在介質(zhì)中所經(jīng)歷的幾何路程 l與介 質(zhì)折射率n之積 nl 。(2)光程差：,相位差等于光程差乘上光在真空中的波數(shù)。,2024/3/19,yy,28,2024/3/19,yy,29,2024/3/19,yy,30,三.楊氏雙縫干涉 (1801年),2024/3/19,yy

7、,31,,,So,中央明紋,縫屏,縫屏,接收屏,,暗條紋,平面波,以中央明紋為對稱的明暗相間的干涉條紋,S1,S2,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,,2024/3/19,yy,32,? 由同一光源發(fā)出的光經(jīng)過兩個細(xì)縫后形成兩列光波 疊加時會產(chǎn)生干涉。,? 當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差d等于光的半波長的 偶數(shù)倍時，該處的光相加強(qiáng)，出現(xiàn)亮

8、條紋；,? 當(dāng)這兩列光波到達(dá)某點(diǎn)的路程差d等于光的半波長的 奇數(shù)倍時，該處的光相減弱，出現(xiàn)暗條紋；,? 相鄰兩條干涉條紋的間距,2024/3/19,yy,33,當(dāng)雙縫間距d一定、縫到光屏的距離L一定 時，條紋間距與波長成正比,2024/3/19,yy,34,不同色光通過同一雙縫產(chǎn)生的干涉圖樣,2024/3/19,yy,35,白光干涉,白光是由不同頻率的單色光組成的。 不同頻率的單色光之間不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，但從兩

9、雙縫射出的白光中，相同頻率的單色光之間能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象。由于各種單色光的波長不同，因而各種單色光的干涉條紋的間距不同，疊加后各種單色光的明暗條紋不能完全重合，所以出現(xiàn)了彩色條紋。 干涉圖樣的中央，對各種色光都呈現(xiàn)亮條紋，故在這里產(chǎn)生白色條紋。,2024/3/19,yy,36,四、薄膜干涉,由薄膜前后表面反射的的兩列光波疊加而成。,2024/3/19,yy,37,半波損失：光疏入光密,2024/3/19,yy,38,薄膜干涉在技

10、術(shù)上的應(yīng)用：1、增透膜：涂在透鏡表面的一層可以增加透射減少 反射的薄膜。d＝λ/4n（其中n為膜的折射率，λ為光在空氣中的波長 ）,2024/3/19,yy,39,改變,玻璃—空氣界面反射空氣—薄膜、薄膜—玻璃二個界面反射,2024/3/19,yy,40,為什么我們從來沒有看到?jīng)]有反光的鏡頭?,鏡頭顏色為什么會發(fā)紫？,2024/3/19,yy,41,薄膜干涉在技術(shù)上的應(yīng)用：2、增反膜：多層膜（增加反射

11、） 使某些顏色的光反射本領(lǐng)高達(dá)99%， 而使透射減弱。 d＝λ/2n,2024/3/19,yy,42,例,登山運(yùn)動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射,尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射,否則將會嚴(yán)重地?fù)p壞視力.有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計(jì)一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡.,2024/3/19,yy,43,五、等厚干涉：等厚薄膜干涉,厚度均勻的薄膜所得到的干涉,薄膜的厚度均勻則相同傾角的光線光程差相同,2024/3/19,yy

12、,44,,白光入射的牛頓環(huán)照片,,2024/3/19,yy,45,牛頓環(huán)裝置示意圖,白光牛頓環(huán)條紋,黃光牛頓環(huán)條紋,2024/3/19,yy,46,劈尖的頂角很小，可認(rèn)為平行光線垂直射向上面和下面 干涉條紋分布只與介質(zhì)厚度有關(guān)，同一個厚度對應(yīng)同一級條紋，因此稱為等厚干涉,2024/3/19,yy,47,*** 等厚條紋的應(yīng)用,測細(xì)小直徑、厚度、微小變化,2024/3/19,yy,48,檢查金屬部件表面的平滑性,2024/3/19,yy