速看光的干涉(光的干涉和衍射)

Mark wiens

发布时间:2024-01-12


点击蓝字 关注我们光的干涉与衍射19世纪初,英国物理学家托马斯·杨演示了双缝干涉实验,波动说给予了圆满的解释法国物理学家菲涅尔提出了双面镜和双棱镜干涉实验同时,又

速看光的干涉(光的干涉和衍射)

 

点击蓝字 关注我们光的干涉与衍射19世纪初,英国物理学家托马斯·杨演示了双缝干涉实验,波动说给予了圆满的解释法国物理学家菲涅尔提出了双面镜和双棱镜干涉实验同时,又完成了著名的“光的绕射实验”,即衍射现象。

菲涅耳对光的衍射现象从实验和理论上进行了研究,他用子波叠加的思想补充并发展了惠更斯关于子波的假象,并发展成为惠更斯-菲涅耳原理,对光的波动学说的确立和发展做出了重大贡献波动光学确认光是一种电磁波,干涉和衍射现象都是波所特有的现象,因此研究光的干涉和衍射,对于认识光的波动性具有十分重要的意义。

干涉和衍射现象在本质上都是光波叠加的结果,光强分布中同时存在着干涉和衍射下面我们对干涉和衍射的现象进行探讨

光的干涉|Interference of Light光的干涉现象是指两个或多个光波在某区域叠加时,在叠加区域内出现的各点强度稳定的强弱分布现象。

图1.光的干涉要产生光的干涉现象,相遇的光波必须满足三个基本条件:两光波的振动频率相同;两光波的振动相位差要恒定不变;两光波的振动方向要相同满足这三个基本条件的光波被称为相干光波,相应的光源称为相干光源。

;换言之,只有相干光才能产生光的干涉现象平时见到的两个完全独立的光源(如两只蜡烛发出的光,两盏日光灯或白炽灯发出的光)显然不是相干光源,所以不能发生干涉现象但是在日常生活中很容易见到光的干涉现象,例如,肥皂泡上的彩色条纹,就是光在肥皂膜上形成的干涉图案;大雨之后马路低洼之处形成积水,如果水面上有油滴,在日光照射下,油膜上也会显现出各种彩色条纹,这些都是光的干涉现象。

图2.日常生活中光的干涉现象

光的衍射|Diffraction of light光波在传播过程中遇到障碍时,会偏离原来的传播方向弯入障碍物的几何影区,并在几何影区和几何照明区内形成光强的不均匀分布,这种现象称为光的衍射建立在光的直线传播定律基础上的几何光学不能解释光的衍射,这种现象的解释要依赖于。

波动光学。

图3.圆孔的菲涅尔衍射

图4.圆屏的菲涅尔衍射人们往往误以为,只有在障碍物线度与波长相比拟时,才发生衍射现象,衍射理论才成立;当障碍物远大于波长或无障碍时,光沿直线传播,衍射理论不成立其实无论有无障碍物,也不管障碍物大小,都会发生衍射现象,只是在障碍物线度和波长相比拟时,衍射现象才明显。

“光的干涉”和“光的衍射”之间的联系与区别|Connection and Difference光的干涉与衍射都是光的波动性的表现,都是光在遇到障碍物之后所表现出的光强分布不匀现象,干涉和衍射现象在本质上都是

光波叠加的结果,两者之间既存在着相同的共性,同时又存在着不同的个性光的干涉现象强调光的直线传播,它是有限个沿直线传播的相干波的叠加;光的衍射现象强调光的非直线传播,它是同一波面上无限多个子波的相干叠加在数学处理方法上,干涉采用的是级数法,即有限项求和法。

衍射采用是积分法,即无限项求和法到今天为止四期科普推文已经全部推送完毕,后面还会有一个小惊喜留给大家,敬请关注同时明天在理工18号楼的306会议室我们的学术讲座即将开始,也欢迎大家积极参加,体会更加身临其境的科普体验。

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