11.6 光的波动性

11. 6 11. 6 光的波动性光的波动性历史回顾光的衍射光的偏振光的干涉 世界上如果没有光就会变成一片黑暗，但是光究竟是什么呢 ?人类对光的本性的认识 , 经历了漫长而曲折的道路，到了 17 世纪，基本上形成了两种学说：一种以牛顿为代表的微粒说，另一种是以惠更斯为代表的波动说。 与牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯首先提出光的波动说。当时牛顿反对光的波动说，主要是因为当时光的波动说还不能很好解释光的直线传播这一基本事实，也不能解释光的偏振现象。直到 1801 年，英国物理学家托马斯 · 杨进行了著名的杨氏干涉实验， 1815 年法国物理学家菲涅耳进行的“菲涅耳双镜”实验，才令人信服地证明了光具有波动性。 历史回顾 一、光的干涉 1. 杨氏干涉 波源 S 发出球面波 , 同时到达 S1 和 S2 这两个狭缝， S1 和 S2 可视为相干波源 , 相干波源发出的频率相同、振动方向一致的相干光，同时传播到光屏上。叠加的结果是产生明暗相间的干涉条纹。在波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方，光波互相加强，形成明条纹。在波峰与波谷叠加的地方，光波互相抵消或削弱，形成暗条纹。 白光的杨氏干涉图单色光的杨氏干涉图当相干光在空间相遇时，光波产生了稳定的加强或减弱，并在相遇的空间形成明暗相间的条纹，这种的现象叫光的干涉。光的干涉证明了光是一种波。 各种光在真空中的波长和频率6.7~7.50.45~0.40紫6.1~6.70.49~0.45蓝 - 靛5.2~6.10.58~0.49绿5.0~5.20.60~0.58黄4.8~5.00.62~0.60橙3.9~4.80.77~0.62红f / (×1014 Hz)λ / ( ×10-6 m)光的颜色 2. 薄膜干涉如 图 ， 点 着 酒 精灯，在其火焰上洒一些食盐，使酒精灯便发出黄色的火焰。把带肥皂液薄膜的金属圈放在酒精灯旁适当的位置，使眼睛恰能看到由薄膜反射而生成的黄色火焰的虚像。当肥皂薄膜下垂到一定程度，就在虚像上出现了明暗相间的干涉条纹。(a)明暗明(b) 干涉条纹形成的原因：竖立的肥皂薄膜在重力作用下形成了上薄下厚的楔形。当酒精灯的火焰照射到薄膜上时，分别从膜的前表面和后表面反射的两列光波，它们频率相同，方向一致，能产生干涉。在薄膜的某些地方，两列光波反射回来时，恰是波峰和波峰叠加，波谷和波谷叠加，使光波的振动加强，形成亮条纹；而在另一些地方，两列光波的波峰和波谷叠加，使光波的振动互相抵消，形成暗条纹。明暗明 3. 其他干涉现象牛顿环激光通过双狭缝时的干涉图样激光通过十字形狭缝时的干涉图...