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(共14张PPT)
杨氏双缝干涉
(Optics)
提 纲
1.了解光学的发展历史及光学分类
3.掌握杨氏双缝干涉装置、条纹特点
4.掌握光程的概念
2.掌握光的相干条件及获得相干光的途径
1. 十七世纪两种学说的争论
（1）光的微粒说
可以解释：光的直线传播、
光的反射、折射
不能解释：光的双折射现象
（2）光的波动说
可以解释：光的干涉、衍射、光的直线传播、反射、折射及双折射等现象。
光学发展简史
“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”
（1）托马斯·杨的双缝干涉实验（1801）为波动说提供了有力的证明。
（2）菲涅耳采用波动说解释了偏振光的相干性，并指出光是横波；
（3）19世纪中期，麦克斯韦由理论得到：
光是电磁波，光的传播无需介质。
2. 波动说的崛起
光学发展简史
19世纪末20世纪初，
Albert. Einstein 解释光电效应：
光具有量子性（光子）
（具有崭新内涵的微粒说）
光具有波粒二像性(duality)
3. 光具有量子性
光学发展简史
研究各种光现象、光的本性、光与物质相互作用的规律。
几何光学
以光的直线传播规律为基础，研究各种光学仪器的理论。
波动光学
量子光学
研究光的电磁性质和传播规律，特别是光的干涉、衍射和偏振规律。
以近代量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。
“粒子”
“波”
“波粒二象”
光 学
照相机镜头前有无偏振片的效果对比
A
B
A
B
量子光学应用
一、相干光
1.光波叠加原理
光波是一种电磁波，振动的是电场强度 和；
其中能引起人眼视觉和底片感光的是 ,故
对于在真空中传播的光或在介质中传播的不太强的光，当几列光波相遇时，其合成光波的光矢量等于各分光波光矢量的矢量和。
光的干涉和衍射是光波发生相干叠加的结果。
磁场a强度
通常把 叫做光矢量；
若两束光的光矢量 E 满足相干条件，则它们是相干光，对应的光源叫相干光源。
频率相同、
振动方向相同、
相位差恒定
2.光的相干叠加
空间光强分布：
一、相干光
I
0
2I0
4I0
I0
I1 = I2 = I0
两个普通光源，在它们都能照到的区域，能观察到明暗相间的条纹吗？为什么？
讨论:
3.原子发光模型
原子或分子是物质发光的基元，它们通过
能级跃迁所发射的光是一个个有限长的光波列。
由于普通光源中大量原子发出波列具有独立、偶然、间歇的特点，很难同时满足相干条件，故不能构成相干光源.
激发态
基态
一、相干光
杨氏双缝干涉
薄膜干涉
4.如何获得相干光
将普通光源的同一束光分割为两束或多束，使之经不同路径后相遇而产生干涉现象。
分波阵面法、
分振幅法、
基本方法：
一、相干光

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