1 波動(dòng)光學(xué)的基本原理 1 制作者 贛南師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 王形華 2 第二章波動(dòng)光學(xué)的基本原理 幾何光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)是經(jīng)典光學(xué)的兩個(gè)組成部分 幾何光學(xué)從光的直線傳播 反射 折射等基本實(shí)驗(yàn)定律出發(fā) 討論成像等特殊類型的光傳播問題 方法是幾何上的 不涉及到光的本性問題 在經(jīng)典光學(xué)中 從本質(zhì)上講 光是特定波段的電磁波 要真正理解光 必須研究光的波動(dòng)性 3 本章的要求 1 掌握定態(tài)光波的復(fù)振幅描述2 掌握波前的概念 波的迭加原理 波的干涉及相干條件 3 掌握楊氏實(shí)驗(yàn)的裝置 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 條紋間距計(jì)算公式 4 掌握惠更斯 菲涅耳原理 菲涅耳圓孔和圓屏衍射 夫瑯和費(fèi)單縫衍射及其強(qiáng)度計(jì)算公式 5 掌握光的五種偏振態(tài)概念6 掌握光在電介質(zhì)表面的反射和折射菲涅耳公式7 了解普通光源的發(fā)光機(jī)制 巴俾涅原理 光學(xué)儀器的像分辨本領(lǐng) 4 本章的重點(diǎn) 復(fù)振幅 波前 平面波 球面波的概念 波的干涉原理和相干條件 空間頻率的概念 衍射的概念 惠更斯 菲涅耳原理 菲涅耳圓孔衍射 夫瑯和費(fèi)單縫衍射及其強(qiáng)度計(jì)算公式 光的五種偏振態(tài)概念 本章的難點(diǎn) 空間頻率的概念 傍軸條件和遠(yuǎn)場(chǎng)條件 位相關(guān)系和半波損失 5 1 定態(tài)光波與復(fù)振幅描述 一 波動(dòng)概述 時(shí)空雙重周期性 標(biāo)量波 矢量波 波面 波線 波前 球面波 平面波 6 二 定態(tài)光波的概念 1 定態(tài)波場(chǎng)的定義 1 空間各點(diǎn)的擾動(dòng)是同頻率的簡(jiǎn)諧振蕩 頻率與振源相同 2 波場(chǎng)中各點(diǎn)擾動(dòng)的振幅不隨時(shí)間變化 在空間形成一個(gè)穩(wěn)定的振幅分布 2 普遍定態(tài)標(biāo)量波的表達(dá)形式 7 3 定態(tài)平面波和定態(tài)球面波 定態(tài)平面波波函數(shù)的特點(diǎn) 1 振幅是常數(shù) 與場(chǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)無關(guān) 2 位相是直角坐標(biāo)的線性函數(shù) 是波矢 場(chǎng)點(diǎn)P的位置矢量 為振源的初相位 下同 8 9 定態(tài)球面波波函數(shù)的特點(diǎn) 1 振幅反比于場(chǎng)點(diǎn)到振源的距離 2 位相的分布形式為 10 4 光是一種電磁波 它是矢量波 需要用兩個(gè)矢量來描述 在一定條件下 一般只需要考慮光波中振動(dòng)矢量的某一分量 這時(shí)矢量波可以近似用標(biāo)量波來處理 在各向同性媒質(zhì)中傍軸條件時(shí) 用標(biāo)量波來處理光的干涉 衍射等問題得到的結(jié)果基本正確 11 三 復(fù)振幅描述 在討論單色波場(chǎng)中各點(diǎn)擾動(dòng)的空間分布時(shí) 時(shí)間因子總是相同的 ?？梢院雎圆粚?為此引入復(fù)振幅 1 復(fù)振幅 12 2 平面波和球面波的復(fù)振幅 球面波的復(fù)振幅 平面波的復(fù)振幅 發(fā)散 會(huì)聚 13 四 強(qiáng)度的復(fù)振幅表示 作業(yè) P147 1 3 相對(duì)強(qiáng)度