《大学物理》课程教学课件（PPT讲稿，高教版）14-1 相干光

14-1相干光 光的本性 微粒说与波动说之争 牛顿的微粒说： 光是由光源发出的微粒流。 惠更斯的波动说： 光是一种波动

14 – 1 相干光 光的本性 微粒说与波动说之争 牛顿的微粒说： 光是由光源发出的微粒流。 惠更斯的波动说： 光是一种波动

14-1相干光 光的电磁本性 1801年，英国物理学家托马斯杨 (T.Young,1773-1829)首先 利用双缝实验观察到了光的干涉条 纹，从实验上证实了光的波动性。 1865年，英国物理学家麦克斯韦 从他的电磁场理论预言了电磁波的 存在，并认为光就是一种电磁波

14 – 1 相干光 光的电磁本性 1801年，英国物理学家托马斯·杨 （T. Young，1773—1829）首先 利用双缝实验观察到了光的干涉条 纹，从实验上证实了光的波动性。 1865年，英国物理学家麦克斯韦 从他的电磁场理论预言了电磁波的 存在，并认为光就是一种电磁波

14-1相干光 波长 700 600 500 4 可见光光谱 波长 10102105103104103102101101102103101031061071081091010101102101310-1410510-16 长波 无线电波 红外线 紫外线 X-射线 r一射线 101021031011031051071081091001001021018101410510161017101810191020102102210281024 频率 调频广播 电视频道 越洋长距离 调幅 海上、航空 海上、航空、无线 通讯和导航 广播 无线电导航 电导航和民用波段 10 10 10 107 109 109 100 1011 频率 可见光的波长范围 :400nm~760nm

14 – 1 相干光 可见光的波长范围： 400 nm～ 760 nm 电磁波谱 / nm / Hz / Hz /m

14-1相干光 光的相干性 肥皂泡或光碟表面上的 彩色花纹，都是光的波 动特性所引发的一种现 象。 波动光学：以光的波动特性为基础，研究光的传播 及其规律的学科

14 – 1 相干光 光的相干性 肥皂泡或光碟表面上的 彩色花纹，都是光的波 动特性所引发的一种现 象。 波动光学：以光的波动特性为基础，研究光的传播 及其规律的学科

14-1相干光 光是一种电磁波 E=E coso(t-) 平面电磁波方程 -H =H,cosolt-) 光矢量用童表示光矢量，它在引起人眼视觉 和底片感光上起主要作用. 真空中的光速 C三 8o40 r元：400~760nm 可见光的范围 v:7.5×1014~4.3×1014Hz

14 – 1 相干光 一 光是一种电磁波 cos ( ) 0 u r E = E  t − cos ( ) 0 u r H = H  t − 平面电磁波方程 0 0 1   真空中的光速 c = 可见光的范围 : 7.5 10 ~ 4.3 10 Hz : 400 ~ 760nm 14 14     光矢量 用 矢量表示光矢量, 它在引起人眼视觉 和底片感光上起主要作用 . E 

14-1相干光 二 相干光 (1)普通光源的发光机制 激发态 △t:10-8~10-10s 跃迁 自发辐射 普通光源发光特 基态 点：原子发光是断续 的，每次发光形成一 原子能级及发光跃迁 长度有限的波列，各 △E=hv 原子各次发光相互独 立，各波列互不相干

14 – 1 相干光 P 2 1 二 相干光 : 10 ~10 s −8 −10 t ➢ 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，各波列互不相干. （1）普通光源的发光机制 E = h 原子能级及发光跃迁 基态 激 发 态 E n 跃迁 自发辐射

14-1相干光 (2)相干光的产生 波阵面分割法 振幅分割法 光源

14 – 1 相干光 （2）相干光的产生 波阵面分割法 光源* 1 s 2 s 振幅分割法

14-1相干光 单色激光光源不同原子所发的光具有相干性， 距离 亮度 激光器 激光束干涉实验

14 – 1 相干光 激光束干涉实验 ➢ 单色激光光源不同原子所发的光具有相干性