《光的波动性》课件

《光的波动性》ppt课件•光的波动性简介contents•光的干涉•光的衍射目录•光的偏振•光的散射01光的波动性简介光的波动性定义01光的波动性是指光在传播过程中表现出的振动和传播的特性光波是电磁波的一种，具有振幅、频率和相位等属性02当光波通过介质时，会与介质中的原子或分子相互作用，引起介质中分子的振动和传播，形成光的干涉、衍射和折射等现象光的波动性与粒子性的关系光的波动性和粒子性是光的两种基本属性光的粒子性是指光由光子组成，具有能量和动量；光的波动性是指光在传播过程中表现出的振动和传播的特性光的波动性和粒子性是相互依存、相互联系的在某些情况下，光表现出波动性；在另一些情况下，光表现出粒子性例如，在干涉和衍射实验中，光表现出波动性；而在光电效应实验中，光表现出粒子性波动光学的发展历程波动光学的发展经历了漫长的历程19世纪初，托马斯·杨提出了光的波动现代波动光学的研究领域已经扩展到早期的光学研究主要集中在光的折射理论，解释了光的干涉和衍射等现象，了光与物质相互作用、光学信息处理、和反射等方面，随着显微镜和望远镜奠定了波动光学的基础后来，麦克光学通信等领域，为现代科技的发展等光学仪器的出现和应用，人们开始斯韦方程组的建立，预言了电磁波的做出了重要贡献研究光的干涉和衍射等现象存在，并指出光是一种电磁波，进一步推动了波动光学的发展02光的干涉干涉现象及其原理干涉现象当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，光强分布出现周期性变化的现象干涉原理光波的波动性导致光波在相遇时发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹干涉条件相干光源、光程差恒定、振动方向相同杨氏双缝干涉实验010203实验装置实验原理实验结果光源、单缝、双缝、屏幕通过单缝产生的光源经双明暗交替的干涉条纹，条缝产生两束相干光波，在纹间距与波长成正比屏幕上形成干涉条纹薄膜干涉薄膜干涉现象等倾干涉和等厚干涉光波在薄膜表面反射和透射时发生的薄膜干涉的两种类型，分别由入射角干涉现象相同的光波和不同厚度的薄膜层引起增反膜和增透膜利用薄膜干涉原理制成的光学薄膜，分别用于增强反射光和减少反射光03光的衍射衍射现象及其原理衍射原理光的波动性导致光波在传播过程中衍射现象遇到障碍物时发生绕射，使得光波能够传播到原本无法到达的区域光在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播的现象衍射分类根据障碍物的形状和大小，衍射可以分为单缝衍射、圆孔衍射等多种类型单缝衍射单缝衍射实验衍射图案条纹特点通过在光源和屏幕之间设单缝衍射的图案呈现为一条纹宽度与单缝的宽度成置一条细缝，观察光波通系列明暗相间的条纹，条正比，与光波波长成反比过细缝后的衍射现象纹宽度和亮度随着与中心距离的增加而逐渐减小圆孔衍射圆孔衍射实验通过在光源和屏幕之间设置一个小圆孔，观察光波通过圆孔后的衍射现象衍射图案圆孔衍射的图案呈现为一个明亮的中心区域，周围环绕着一圈圈明暗相间的条纹条纹特点随着与中心距离的增加，条纹逐渐变得模糊和细窄圆孔衍射的条纹数量和分布规律与圆孔的直径和光波波长有关04光的偏振偏振现象及其原理偏振现象01光波在振动过程中，其电矢量或磁矢量在某一特定方向上的振动占据优势的现象偏振原理02光波的振动方向与光的传播方向垂直，且电矢量E和磁矢量H相互垂直，形成电磁横波偏振片03一种能够使特定方向的光波通过的片状光学元件，常用于产生或检测偏振光平面偏振光和自然光平面偏振光电矢量或磁矢量完全在某一平面内振动的光波，其振动方向与光的传播方向垂直自然光非偏振光，其电矢量和磁矢量在各个方向上的振动概率相同自然光与平面偏振光的转换通过与偏振片相互作用，自然光可以转换为平面偏振光偏振光的应用光学干涉和衍射实验太阳镜和摄影滤镜利用偏振光的干涉和衍射现象，偏振片可以消除反射光和眩光，可以研究光的波动性质提高视觉舒适度和照片质量光学显微镜物理教学实验通过使用偏振片，可以消除杂通过偏振实验，可以帮助学生散光干扰，提高显微镜的成像深入理解光的波动性和偏振现质量象05光的散射散射现象及其原理散射现象光在传播过程中遇到微小颗粒时，会改变原来的1直线方向，向四面八方散开的现象散射原理光的散射是由于光在传播过程中与空气中的微粒2发生相互作用，微粒对光子产生散射作用，使光子的方向发生变化散射系数描述散射作用的强弱的物理量，与颗粒的大小、3形状、折射率、入射光的波长等因素有关大气散射大气散射的分类根据散射颗粒的大小，大气散射可分为瑞利散射和米氏散射大气散射的规律大气散射的强度与波长的四次方成反比，即波长越短，散射越强大气透射率的计算根据大气散射的规律，可以计算出不同波长光线在大气中的透射率散射在生活中的应用天空颜色的形成由于大气散射作用，太阳光在穿过大气层时发生散射，形成了天空的蓝色雾的形成当大气中的水蒸气和微小颗粒较多时，会发生较强的散射作用，使光线无法直线传播，形成雾防晒措施由于紫外线容易被皮肤吸收，造成皮肤损伤，人们通常采取涂抹防晒霜、戴帽子等措施来减少紫外线的散射作用THANKSFORWATCHING感谢您的观看。