物理课本PPT_物理光学

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物理光学
5-1 光的波动说 5-2 光的干涉现象 5-3 光的绕射现象
5-1 光的波动说
• 牛顿提出光的“微粒说”，认为光是由很 多极为微小的粒子所组成。
• 根据微粒说的预测，水中的光速v应大于在 空气中的光速c。
5-1 光的波动说
• 惠更斯提出“波动说”，认为光是一种波 动。
• 波动说指出光从空气射入水中时，光速减 小，和微粒说的预测刚好相反。
5-1 光的波动说
• 赫兹由实验证实了电磁波的存在。光的波 动性质已获确认。
5-1 光的波动说
• 可见光在真空中的波长的范围约为 780 奈 米（红光） 至 380 奈米（紫光），光的颜 色与频率（或真空中的波长）有关。
5-1 光的波动说
• 光是横波，可不藉由介质传播，但有介质 存在时，其传播速率会受介质的影响。
5-3 光的绕射现象
• 單狹縫繞射的實驗中，若光
屏上的 P 點與中央線的距
離為
3 2
（Laλ
）、
5 2
（Laλ
）、
7 2
（Laλ
）等，則
P
點為近Hale Waihona Puke Baidu
似第一、第二、第三等亮紋
中線位置，但是亮紋強度愈
來愈小。中央部分最亮，中
央亮帶寬度為 2（Laλ ）。
5-3 光的绕射现象
• 單狹縫繞射的實驗中，若
光屏上的 P 點與中央線的 距離為（Laλ ）、2（Laλ ）、 3（Laλ ）等，則 P 點為第 一、第二、第三等暗紋中 線位置。
5-1 光的波动说
• 若光在真空中和介质中的速率分别为 c 和v， 波长分别为 λ 和 λ'，则介质的折射率
5-2 光的干涉现象
• 两光源频率相同，其间的相位差保持固定， 两光源称为同调源，所发出的光为同调光。 同调光才能造成稳定的干涉现象，所以我 们称同调光具有同调性或相干性。
5-2 光的干涉现象
• 在杨氏双狭缝干涉实验中， 在光屏上亮纹上的点与两狭 缝的路程差为波长的整数倍 nλ，其与中央线的距离 y为
而暗亮纹上的点与两狭缝的 路程差为半波长的奇数倍 [(n' －1/2 ) λ]，其与中央线 的距离 y为
Author: Pieter Kuiper
5-3 光的绕射现象
• 在单狭缝绕射实验中， 如果以平行光照射狭 缝，且从狭缝透出后， 沿任一方向射抵光屏 的光线皆可视为彼此 平行，在此情况下， 各光线的路程差易于 分析，可用简单的数 学来分析。
5-1 光的波动说
• 杨氏成功进行光的双狭缝干涉实验，显示 波动的特性。
• 菲涅耳按照波动理论提出绕射的数学理论， 获得实验的证实。
• 傅科测出光在水中的速率比在空气中小， 光微粒说的根本已经动摇。
5-1 光的波动说
• 英国的马克士威研究电磁学，预测电磁波 的存在，并由电磁学常数来计算出电磁波 的传播速率。计算结果显示真空中电磁波 的传播速率正与测得真空中的光速相等， 这意谓着光的本质是波动，且为电磁波的 一部分。