文档介绍：第一章光的干涉Chap. 1 Interference of Light
本章主要内容是根据光的干涉现象和实验事实来揭示光的波动性,初步明确光波不是机械波而是电磁波,引起光效应的主要是电场强度而不是磁场强度。介绍干涉现象和几种重要的应用,并进一步讨论怎样才能使干涉图样清晰明显。具体讨论的干涉课题有双光束干涉和多光束干涉。
内容
波动的独立性、叠加性和相干性
由单色波叠加所形成的干涉图样
分波面双光束干涉
干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性
菲涅耳公式
分振幅薄膜干涉(一)——等倾干涉
分振幅薄膜干涉(二)——等厚干涉
迈克耳孙干涉仪
法布里-珀罗干涉仪多光束干涉
光的干涉应用举例牛顿环
在19世纪70年代,麦克斯韦发展了电磁场理论,从而导致电磁波的发现。电磁波和光具有非常相似的现象。在不同介质的分界面上发生反射和折射现象,也具有干涉,衍射和偏振等现象。
并发现电磁波在真空中的传播速度为:
J. C. Maxwell 1831--1879
波动的独立性、叠加性和相干性
c只和真空介电常数和真空磁导率有关。
电磁波的传播速度和折射率
按照麦克斯韦理论,电磁波在真空中的传播速度为:
现在测定的真空中最准确的数值为:
c = 米/秒.
在实验误差范围内,c与已测得的光速相等。于是麦克斯韦确信:光是某一波段范围内的电磁波, c就是光在真空中的传播速度。
、分别为真空介电常数和真空磁导率
所以,光在介质中的传播速度v是真空中的1/n,
在介质中电磁波的传播速度
、分别为介质的相对介电常数和相对磁导率。
透明介质的折射率n为:光在真空的传播速度c和在介质中的传播速度之比。即
既然光是电磁波
麦克斯韦关系式
上式把光学和电磁学这两个不同的领域中的物理量的联系起来了.
对于透明介质,在光频波段有:
因此
光波的频率仅由光源频率决定而与传播介质无关,光在介质中的波长为
光的强度
电磁波中的电场强度矢量、磁场强度都和传播方向垂直,因而电磁波是横波。
对人的眼睛或感光仪器起作用的是电场强度,由维纳实验的理论分析可以证明()。所以我们所说的光波中的振动矢量通常指的是电场强度矢量。
4000Å
紫
7600Å
红
400——450——500——550——600——650——760nm
紫蓝绿黄橙红
在电磁波中能被人眼所感受的光的波长约在400nm-760nm的范围内,1014~1014Hz, 这个波段内的的电磁波叫做可见光。
在可见光的范围内不同的频率引起不同的颜色感觉,大致可分为红橙黄绿青蓝紫七种颜色, 颜色随波长是连续改变的。