第四节波动光学

　　一、光的干涉

　　1、杨氏双缝干涉

　　二、薄膜干涉

　　1、光程

　　为方便计算光经过不同介质时引起的相差，引入光程的概念。定义 l=nr为介质中与路程 r相应的光程。n为介质的折射率。

　　2、光程差(δ)与相位差(△φ)的关系

　　3、半波损失

　　(1) 、从光疏→光密,当光线正入射(i=00 )或掠入射(i≈90°)时,产生附加的光程差,反射光有半波损失.

　　(2)、从光密→光疏, 反射光无半波损失;

　　(3)、在任何情况下,透射光都没有半波损失。

　　4、薄膜干涉

　　反射光线：若n12>n1,应计半波损失

　　5、劈尖(劈形膜):夹角很小的两个平面间的介质薄膜叫劈尖。两玻璃片的交线为棱边，在平行于棱边的线上，劈尖的厚度是相等的。设劈尖的折射率为n2,其周围介质的折射率为n1,(n21),θ角很小，若波长为λ的单色光垂直入射，则在劈尖的上下表面反射的反射光线在劈尖的上表面相遇，其光程差为：

　四、光的偏振

　　1、光的偏振状态

　　(1)自然光(非偏振光)：在垂直于其传播方向的平面内，沿各方向振动的光矢量都有，平均来讲，光矢量的分布各向均匀，而且各方向光振动的振幅相同。自然光可分解为两个振动方向相互垂直、振幅相等、无固定相位差的振动。

　　(2)自然光的表示法：

　　2、线偏振光 ^x49t|s4|!o$!nve`6[ 本_资_料_来_源_于_贵_州_学_习_网 工程考试注册结构工程师 Http://wwW.gzU521.coM )^x49t|s4|!o$!nve`6

　　振动面——偏振光的振动方向和传播方向所组成的平面。

　　光矢量只在一个固定平面内沿一个固定方向振动的光叫线偏振光(或平面偏振光、完全偏振光)。

　　线偏振光的表示法：

　　3、部分偏振光

　　部分偏振光----介于自然光和偏振光之间的光,含有自然光和偏振光两种成分. 部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直、不等幅、不相干的线偏振光。

　　部分偏振光的表示法：

　4、马吕斯定律

　　若起偏振器的偏振化方向与检偏振器的偏振化方向之间的夹角为α，通过其偏振器后的偏振光的强度为i0，通过检偏振器后的偏振光的强度为i,则：i=i0cos2α.

　　5、反射和折射时光的偏振

　　(1)反射和折射时光的偏振

　　自然光以入射角i自折射率为n1的介质射向折射率为n2的介质交界面。将自然光以入射面为基准(由入射限于两种介质分界面的法线所组成的平面)，正交分解为垂直于入射面的光振动(以点表示)和平行于入射面的光振动(以短线表示)，在分界面上反射的反射光为垂直也入射面的光振动较强的部分偏振光，折射光为平行于入射面的光振动较强的部分偏振光，它们的偏振程度与入射角有关。

　　(2)布儒斯特定律

　　当入射角为一特殊角i0,满足

时，反射光为完全偏振光，振动方向垂

　　直入射面而且i0+r0=90°，即折射线垂直于反射线。

　　6、双折射现象

　　光通过各向异性晶体，出现两束折射光线，这种现象称为双折射现象。其中一束光线遵从折射定律，成为寻常光线，用o表示，也称e光。出现双折射的原因是由于o光和e光在晶体中沿各个方向的传播速度不同(因而折射率也不同)

　　(1)几个概念

　　晶体的光轴——在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向，o光和e光的传播速度相等，这一方向称为晶体的光轴。沿光轴方向传播的光不产生双折射。

　　晶体的主截面——晶体表面的法线与晶体光轴构成的平面

　　光线的主平面——晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面叫该束光的主平面．