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⼤学物理光源、光的相⼲性、杨⽒双缝第三篇波动光学基础第5章光的⼲涉第6章光的衍射第7章光的偏振第5章光的⼲涉光学------研究光的现象；光的本性；光与物质相互作⽤。
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：以光的电磁波本性为基础，研究传播规律，特别是⼲涉、衍射、偏振的理论和应⽤量⼦光学：以光的量⼦理论为基础，研究光与物质相互作⽤的规律。
§5-1 光源光的相⼲性⼀、光源普通光源：⾃发辐射激光光源：受激辐射1、普通光源的发光机理：例如：普通灯泡发的光；⽕焰；电弧；太阳光等等。
光源的最基本的发光单元是分⼦、原⼦！)/hE 1E 2⾃发辐射跃迁波列波列长 L = τ c发光时间τ≈10-8s原⼦发光是间隙式的。
各个原⼦的发光是完全独⽴的，互不相关：它们何时发光完全是不确定的；发光频率、光的振动⽅向、光波的初相位以及光波的传播⽅向等都可能不同。
因此,不同原⼦发的光不可能产⽣⼲涉现象！多原⼦不同步地发出许多相互独⽴的波列。
2、光的颜⾊和光谱可见光：3900 ? —— 7600 ?包含各种波长成分 3、光强光是电磁波：实验表明，能引起眼睛视觉和照相底⽚感光作⽤的是光波中的电场 E 光⽮量：E光振动：E随时间周期性的变化光的波动⽅程002cos E E t x πω?λ?=+-E →光⽮量Hv独⽴（不同原⼦发的光）独⽴（同⼀原⼦先后发的光）能流密度：S E H =?002cos E E t x πω?λ?=+-光强 20I E ∝⼆、光的相⼲性1、光的相⼲性光的相⼲条件：频率相同，光振动⽅向相同，相位差恒定两光源发出的光传播到 P 点，在 P 点所引起的光振动⽅程分别为=+-2202022c o s E E t r πω?λ?=+-P 点合成光振动()00cos E E t ω?=+P 点合成光⽮量的振幅2220102010202c o s E E E E E ?=++? ()()2010212r r πλ=---P 点光强12I I I ?=++? （1）⾮相⼲叠加相位差 ?? 不恒定 12I I I =+ （2）相⼲叠加相位差 ??恒定12I I I ?=++?S 2S 1r 1r 2pP 点的光强不随时间变化，不同位置 ?? 不同，光强 I 不同光强稳定分布的图样⼲涉相长： 2k ?π?=± （0,1,2,k = ）→明纹中⼼⼲涉相消： ()21k ?π?=±+ （0,1,2,k = ）→暗纹中⼼ 2、获得相⼲光的⽅法：“将光源上同⼀原⼦同⼀次发的光分成两部分，再使它们叠加”分波阵⾯法：杨⽒双缝⼲涉，菲涅⽿双⾯镜，洛埃镜分振幅法：薄膜⼲涉§5-2 杨⽒双缝⼲涉⼀、杨⽒双缝⼲涉实验英国科学家 Thomas Young(1773-1829)~10, ~d m D m -）波程差： 21sin r r d δθ=-≈（ D d ，θ很⼩）任⼀点P 的位置：tan sin x D D θθ=≈1、条纹位置：两条光线的相位差为()()0201212r r πλ?=---()2122r r ππδλλ=--=-ss 1 s 2细线光源单⾊⼲涉相长和⼲涉相消的条件为2k ?π?=± （0,1,2,k = ⼲涉相长(21)k ?π?=±- （1,2,k = ）⼲涉相消⽤波程差δ表⽰为sin 22d k λδθ==± （0,1,2,k = 光强最⼤（亮）()212d k λδ==±- （1,2,k = ）光强最⼩（暗）θδ=其它值介于亮暗之间线位置 t a nθθδ=≈= （1）明纹中⼼Dx k d λ=± （0,1,2,k = ）光强最⼤→明纹中⼼位置0k =，00x = ，0δ= ? 0级中央明纹（ 0??= ）1k =，1D x d λ±=±，δλ=± ? 1±级明纹 2k =，22D x dλ±=±，2δλ=± ? 2±级明纹可以看出：x 越⼤，波程差越⼤，⼲涉条纹的级次也越⼤。
物理实验技术使用中的相干光探究方法相干光是一种特殊的光，它具有良好的相位和振幅稳定性，可以用于很多物理实验技术中。
本文将探究物理实验技术使用中的相干光探究方法。
一、相干光的基本原理相干光是一种具有相同频率、相位关系确定的光波，其相位差保持一定时间内的稳定。
在物理实验中，使用相干光可以实现干涉、衍射等现象的研究，从而得到更加精确的实验结果。
二、常用的相干光源1. 激光器：激光是一种具有良好相干性的光，可以通过光纤、气体等多种形式产生。
激光器可以提供相干度较高的光源，广泛应用于实验室和工业中。
2. 日光灯：日光灯是一种低相干性的光源，与激光器相比，其相干度较低。
但在一些实验中，如波长选择实验等，日光灯也可以被用作相干光源。
三、干涉实验中的相干光干涉实验是利用相干光的波动性质来研究光的干涉现象，常用的实验方法有杨氏双缝干涉、薄膜干涉等。
1. 杨氏双缝干涉实验：杨氏双缝干涉实验是研究光干涉现象的经典实验之一。
在该实验中，使用相干光通过两个并排的细缝，通过调整光源和缝宽、间距等参数，观察干涉条纹的变化，从而研究光的波动性质。
2. 薄膜干涉实验：薄膜干涉是研究光在薄膜表面反射和透射时的干涉现象。
通过使用相干光照射到薄膜表面，观察反射和透射的干涉条纹，可以得到不同膜厚、介质折射率等参数的信息。
四、衍射实验中的相干光衍射实验利用光的衍射现象来研究光的传播和波动性质，常用的实验方法包括夫琅禾费衍射、菲涅耳衍射等。
1. 夫琅禾费衍射实验：夫琅禾费衍射是研究光衍射现象的典型实验之一。
在该实验中，使用相干光通过一个狭缝，通过调整狭缝宽度和光的波长等参数，观察衍射图样的变化，从而得到光的波动性质的信息。
2. 菲涅耳衍射实验：菲涅耳衍射是研究光衍射现象的另一个重要实验。
在该实验中，使用相干光通过一个小孔，观察经过小孔后的衍射图样，可以得到小孔的尺寸和光波长的信息。
五、相干光技术在科学研究中的应用相干光技术不仅在教学实验中有广泛应用，还在科学研究中发挥着重要作用。
