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1、三、光的干涉、衍射與偏振19世紀初，對光的干涉和衍射現(xiàn)象的成功預言與解釋，使波動說取得了決定性的勝利：1802年，楊氏干涉實驗；1818年，菲涅爾對衍射圖案的計算，尤其是預言了泊松亮斑。1850年，傅科對水中光速的測量，給了牛頓的微粒說最后一擊。偏振概念的提出，意味著光是一種橫波；與偏振相關的一系列現(xiàn)象是微粒說無法解釋的。波動說的復興1801年英國醫(yī)生兼物理學家托馬斯.楊（T.Young，1773-1829）做了一個實驗，奠定了光的波動說的實驗基礎，這就是光學發(fā)展史上著名的楊氏雙縫干涉實驗。楊氏雙縫干涉實驗：楊由此實驗測出了光的波長1.光的相干性可見光能引起人的
2、視覺的電磁波真空中的波長400nm—760nm干涉定義：滿足相干條件的兩列或兩列以上的波，它們在空間的重疊區(qū)域內各點相遇時，將發(fā)生干涉現(xiàn)象。思考在房間里同時打開兩盞燈，你能否觀察到光的干涉現(xiàn)象？為什么？思考將打開的一盞燈，一分為二，能否觀察到光的干涉現(xiàn)象？為什么？來自兩個光源或同一光源的兩部分的光，不滿足相干條件，疊加時不產(chǎn)生光的強弱在空間穩(wěn)定分布的干涉現(xiàn)象。相干光：能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的光相干光源：能產(chǎn)生相干光的光源兩獨立光源發(fā)出的光不可能產(chǎn)生干涉干涉條件：頻率相同振動方向相同有恒定的相位差光波描述相位水波干涉2.楊氏雙縫實驗：結論：光干涉問題的關鍵在于計算光程差。
3、由于兩列波由同一光束分解出來，因此?1=?2。r2r1??xPSS1S2DdO楊氏雙縫光程差干涉條件r2r1??xPSS1S2DdO干涉條紋在屏幕上的分布屏幕中央（k=0）為中央明紋其中k稱為條紋的級次暗紋：明紋：01-12-2明紋級數(shù)12-1-2暗紋級數(shù)相鄰明紋或暗紋的間距條紋為等間距分布復色光照射雙縫時條紋?ass1s2POD?xr1r2影響條紋寬度的因素：（1）雙縫間距楊氏雙縫干涉的討論:ass1s2POD?xr1r2ass1s2POD?xr1r2ass1s2POD?xr1r2楊氏雙縫干涉的討論:影響條紋寬度的因素：（2）屏與縫間距ass1s2POD?xr
4、1r2楊氏雙縫干涉的討論:影響條紋寬度的因素：（3）光波的波長ass1s2POD?xr1r2ass1s2POD?xr1r2ass1s2POD?xr1r2ass1s2POD?xr1r2例楊氏雙縫的間距為0.2mm，距離屏幕為1m。（1）若第一到第四明紋距離為7.5mm，求入射光波長。（2）若入射光的波長為600nm，求相鄰兩明紋的間距。解:3.薄膜干涉4.空氣劈干涉4.空氣劈干涉5.牛頓環(huán)牛頓環(huán)應用:在光學冷加工車間，常利用牛頓環(huán)及其變動快速檢測透鏡表面曲率是否合格.把待測件放在標準件下觀察牛頓環(huán)。圈數(shù)越多，說明偏差越大。向下壓，如果光圈外冒，應研磨工件中央；光圈
5、內縮，應研磨工件邊緣。6.光的衍射（繞射）衍射與干涉的關系費曼（RichardFeynman）指出：“沒有人能夠令人滿意地定義干涉和衍射的區(qū)別。這只是術語用途的問題，其實二者在物理上并沒有什么特別的、重要的區(qū)別?！庇形墨I這樣總結：干涉是有限多個獨立波“相加”的結果，衍射是無限多個獨立波“積分”的結果。7.單縫衍射距離遠大于狹縫寬度時，光強分布為：其中sinc(x)=sin(πx)/(πx)ifx≠0,andsinc(0)=1與雙縫干涉相比，單縫的中央條紋特別寬、光強占入射能量的絕大部分。單縫條紋可看成是無數(shù)個極細單縫的干涉效果。8.圓孔衍射當平面光波入射穿過圓孔
6、時，會形成中心對稱的衍射圖樣，其中心部分最亮，這表示能量主要集中在其零級衍射斑處。上述圖樣的中心亮斑常被稱為艾里斑（Airydisk）艾里斑的半角寬度為：8.圓孔衍射/瑞利判據(jù)如果一個像點的愛里斑中心剛好與另一像點衍射圖樣的第一級暗紋像重合，就認為這兩個物點恰好能為這一光學器件分辯?？梢姦嗽叫。ㄈ珉娮语@微鏡）、D越大（如天文望遠鏡）分辨率越大。9.泊松亮斑（菲涅爾，1818年）
