光源光的相干性

太原理工大学物理系,太原理工大学物理系,第五篇 光学,光学：,研究光的本性、光的传播以及光和物质相互作用规律的学科。它可分为,几何光学：,以光的直线传播为基础，研究光在透 明介质中反射、折射的传播规律。,物理光学,波动光学：,以光的波动性为基础，研 究光的传播规律。,现代光学,量子光学：,以光的粒子性为基础，研 究光和物质的相互作用规律。,全息摄影术,傅里叶光学（非线性光学）：,它是光信息处理、成像理论、象质评价的基础。,光学,第13章不讲,光的衍射,光的干涉（1415）,光的偏振,波动光学,（1479）,（141015）,14-1,光源 光的相干性,一、光 光源,光是,一定频率的,电磁波,，用电场强度 、磁场强度 来描述。,1.光（,P86三，下3-5行,）,第,十四,章 波动光学,光是横波,光具有波动性,可见光,注：,在光波中，产生感光作用和生理作用的是,电场强度,，故将 又称为,光矢量,，的振动称为,光振动,。,称为,光振幅,。,P85,第1段,1-3行,P86三下3-6行,冷光源：利用化学能、电能、光能激发的光源。,普通光源,激光光源,热光源：利用热能激发的光源。,2.光源,说明：,附：普通光源发光机理,发光时间,t,10,-8,秒,光波列,波列长,L,=,c,t,光源的最基本发光单元是分子、原子。,原子能级及发光跃迁,基态,激发态,跃迁,自发辐射,1）普通光源：,a,）,发光属于,自发辐射,。,(不同原子发的光),b）发光特点：独立性、随机性、间歇性,（独立）,P85,第2段，第1行,P85,第2段，第5，7行开头处,可见，普通光源发出的光，无固定的位相差关系、且它们的频率、振动方向也不一定相同，因此它们在空间相遇不满足干涉条件。,（同一原子先后发的光）,（独立）,2）激光光源：,发光属于,受激辐射,=(,E,2,-,E,1,)/,h,E,1,E,2,(频率、相位、振动方向),完全一样,激光光源能发出频率、相位、振动方向、传播方向相同的光.可见，激光的相干性好。,单色光,:,如果光源发出的光波具有恒定单一频率的简谐波，这是理想的,单色光（具有单一频率的光）,。,二、光的单色性,实际光源发出的光，在某个,中心频率,(波长)附近有一定,频率,(波长)范围的光。,、,波长：,+,频率,+,P85,第3段，第1行,谱线宽度：,I,0,/2,(,I,0,是谱线最大强度)处的谱线的波长范围,(,或频率范围,),(,越小,光源单色性越好).,0,o,I,I,0,I,0,/2,谱线宽度,普通单色光,：,10,-3,0.1,nm,激光,：,10,-9,10,-6,nm,复色光：,各种频率复合的光。如：太阳光、白炽灯发的光等。,普通光源,所发光为复色光,单色光源,发光为单色光.激光为最好的单色光.,说明：,P85,第3段，第3，4行,三、光的相干性,1.干涉现象,两列光相遇时,在空间形成,明暗相间的,稳定干涉,图样,的现象.,2.相干光条件,P86,三下面，第8行,两列光波,频率相同,振动方向相同,相位相同或相位差恒定,分波阵面法,*,光源,分振幅法,结束,3.普通光源,获得相干光,的途径,从一个原子一次发出的一个光波列分成两部分。,3.普通光源,获得相干光的途径,从一个原子一次发出的一个光波列分成两部分。,分振幅法,分波面法,方法,p,S,*,P86,三下面，第3段，第1行,光的干涉部分主要讨论杨氏双缝干涉和薄膜干涉。,白光下的肥皂膜,蝉翅在阳光下,结束,