光学教学PPT课件

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1、绪 论0-1 光学的研究内容和方法一 、 光 学 的 重 要 性二 、 光 学 的 研 究 内 容1、光的发射、传播和接收等规律2、光和其他物质的相互作用。包括光的吸收、散射和色散。光的机械作用和光的热、电、化学和生理作用（效应）等。3、光的本性问题4、光在生产和社会生活中的应用三 、 研 究 方 法 实验实验 假设 理论 0-2 光学发展简史 一 、 萌 芽 时 期 世界光学的（知识）最早记录，一般书上说是古希腊欧几里德关于“人为什么能看见物体”的回答，但应归中国的墨翟。从时间上看，墨翟（公元前468376年），欧几里德（公元前330275年），差一百多年。墨翟（公元前468376年） 从内

2、容上看，墨经中有八条关于光学方面的（钱临照，物理通极，一卷三期，1951）第一条，叙述了影的定义与生成；第二条说明光与影的关系；第三条，畅言光的直线传播，并用针孔成像来说明；第四条，说明光有反射性能；第五条，论光和光源的关系而定影的大小；第六、七、八条，分别叙述了平面镜、凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系。欧几里德在光学中，研究了平面镜成像问题，指出反射角等于入射角的反射定律，但也同时反映了对光的错误认识从人眼向被看见的物体伸展着某种触须似的东西。 克莱门德（公元50年）和托勒玫（公元90168年）研究了光的折射现象，最先测定了光通过两种介质分界面时的入射角和折射角。 罗马的塞涅卡（公元前3公元

3、65年）指出充满水的玻璃泡具有放大性能。 阿拉伯的马斯拉来、埃及的阿尔哈金（公元9651038年）认为光线来自被观察的物体，而光是以球面波的形式从光源发出的，反射线与入射线共面且入射面垂直于界面。 沈括（10311095年）所著梦溪笔谈中，论述了凹面镜、 凸面镜成像的规律，指出测定凹面镜焦距的原理、虹的成因。培根（12141294年）提出用透镜校正视力和用透镜组成望远镜的可能性。沈括（10311095年） 培根（12141294年）阿玛蒂（1299年）发明了眼镜。波特（15351561年）研究了成像暗箱。特点： 只 对 光 有 些 初 步 认 识 ， 得 出 一 些 零 碎 结 论 ， 没 有

4、 形 成 系 统 理 论 。 二 、 几 何 光 学 时 期 斯涅耳和迪卡尔提出了折射定律这一时期建立了反射定律和折射定律，奠定了几何光学基础。李普塞（15871619）在1608年发明了第一架望远镜。延森（15881632）和冯特纳（15801656）最早制作了复合显微镜。1610年，伽利略用自己制造的望远镜观察星体，发现了木星的卫星。 三 、 波 动 光 学 时 期 1865年，麦克斯韦提出，光波就是一种电磁波 1801年，托马斯杨做出了光的双缝干涉实验托马斯杨 惠更斯 牛顿 1808年，马吕发现了光在两种介质界面上反射时的偏振性。 1815年，菲涅耳提出了惠更斯菲涅耳原理 通过以上研究，

5、人们确信光是一种波动。 1845年，法拉弟发现了光的振动面在强磁场中的旋转，揭 示了光现象和电磁现象的内在联系。 四 、 量 子 光 学 时 期 光的电磁理论不能解释黑体辐射能量按波长的分布和1887年赫兹发现的光电效应 1900年普朗克提出辐射的量子理论 1905年爱因斯坦提出光量子假说；1923年康普顿和吴有训用实验证实了光的量子性。至此，人们认识到光具有波粒二象性。 爱因斯坦 五 、 现 代 光 学 时 期1960年，梅曼制成了红宝石激光器，激发的问世，使古老的光学焕发了青春，光学与许多科学技术领域相互渗透，相互结合，派生出许多崭新的分支。主要包括：激光、全息照相术、光学纤维、红外技术。

6、激发、原子能、半导体、电子计算机被称作当代四大光明。 美机载激光系统近年又产生了付立叶光学和非线性光学。付立叶光学：将数学中的付立叶变换和通讯中的线性系统理论引入光学。 一 、 光 的 电 磁 理 论 按 照 麦 克 斯 韦 电 磁 场 理 论 ， 变 化 的 电 场 会 产 生 变 化的 磁 场 ， 这 个 变 化 的 磁 场 又 产 生 变 化 的 电 场 ， 这 样 变 化的 电 场 和 变 化 的 磁 场 不 断 地 相 互 激 发 并 由 近 及 远 地 传 播形 成 电 磁 波 。平 面 简 谐 电 磁 波 )(cos),( 0 urtEtrE )(cos),( 0 urtHtrH

7、 1-1 光的电磁理论 1、 任 一 给 定 点 上 的 E和 H同 时 存 在 ， 同 频 率 、 同 相 位 并 以 同一 速 度 传 播 ；2、 E和 H 相 互 垂 直 ， 并 且 都 与 传 播 方 向 垂 直 ， E、 H、 u三 者 满足 右 螺 旋 关 系 ， E、 H各 在 自 己 的 振 动 面 内 振 动 ， 具 有 偏 振 性 3、 在 空 间 任 一 点 处 HE 4、 电 磁 波 的 传 播 速 度 决 定 于 介 质 的 介 电 常 量 和 磁 导 率 ， 为1u 在 真 空 中 u= 1031 1800 smc 5、 电 磁 波 的 能 量 2021, EIHE

8、S 光 是 电 磁 波 ， 把 电 磁 波 按 波 长 或 频 率 的 次 序 排 列 成 谱 ， 称 为电 磁 波 谱 。 可 见 光 是 一 种 波 长 很 短 的 电 磁 波 ， 其 波 长 范 围 为400nm760nm频 率 范 围 为 7.51014Hz3.9 1014Hz， 它 是 能 引 起 视觉 的 电 磁 波 。 在 真 空 中 ， 光 的 不 同 波 长 范 围 与 人 眼 不 同 颜 色 感 觉之 间 的 对 应 关 系 如 下红 760nm630nm橙 630nm590nm黄 590nm570nm绿 570nm500nm青 500nm460nm蓝 460nm430nm

9、紫 430nm400nm 光 在 不 同 媒 质 中 传 播 时 ， 频 率 不 变 ， 波长 和 传 播 速 度 变 小 。折 射 率 rrucn nncu 0, 二 、 光 是 电 磁 波 一 、 光 源1-2 光 源 光 的 相 干 性光 源 的 最 基 本 发 光 单 元 是 分 子 、 原 子 = (E2-E1)/hE1E2 能级跃迁辐射普 通 光 源 ： 自 发 辐 射 独立(不同原子发的光) 独立(同一原子先后发的光) 发 光 的 随 机 性 发 光 的 间 隙 性波列波列长L = c 秒810 1、 光 源 的 发 光 机 理 光波是电磁波。 光波中参与与物质相互作用（感光作用

10、、生理作用）的是 E 矢量，称为光矢量。 E 矢量的振动称为光振动。3、光强 20EI 20EI 在 波 动 光 学 中 ， 主 要 讨 论 的 是 相 对 光 强 ， 因 此 在 同 一 介 质 中 直 接 把光 强 定 义 为 ： 光 强 ： 在 光 学 中 ， 通 常 把 平 均 能 流 密 度 称 为 光 强 ， 用 I 表 示 。 1S 2S p1E 2E1r 2r二、光的相干性 cos2 20102202102 EEEEE cos2 2121 IIIII 两频率相同，光矢量方向相同的光源在p点相遇 dt)cosIIII(I 0 2121 21 dtcosIIII 02121 12

11、dtcosIIIII 02121 121、非相干叠加独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变” 01 0 dtcos 21 III 叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象 cosIIIII 2121 22、相干叠加满足相干条件的两束光叠加后位相差恒定，有干涉现象21 II 若 2412 211 cosI)cos(II 142 IIk 012 I)k( 干涉相长干涉相消 1-3 光 程 与 光 程 差 干 涉 现 象 决 定 于 两 束 相 干 光 的 位 相 差 两 束 相 干 光 通 过 不 同 的 介 质 时 ，位 相 差 不 能 单 纯 由 几 何

12、路 程 差 决 定 。 c 光 的 波 长真 空 中 u 介 质 中 光 的 波 长 ncu n n 光 在 介 质 中 传 播 几 何 路 程 为 r， 相 应 的 位 相 变 化 为 nrrn 22 光 程 差)rnrn( 1122 2 光 在 真 空 中 的 波 长若 两 相 干 光 源 不 是 同 位 相 的 20 ,k 212 ) k( 加 强 （ 明 ）210 ,k 两 相 干 光 源 同 位 相 ， 干 涉 条 件 减 弱 （ 暗 ）210 ,k i iirn光 程光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程ctrucnr 即 ： 光 程 这 个 概 念 可 将 光 在 介 质 中

13、 走 过 的 路 程 ， 折 算 为 光 在 真 空 中 的 路 程1S 2S 1n1r2r 2nP nrrn 22 )rnrn(rr nn 221121 222 21 杨 氏 干 涉 条 纹 D d波 程 差 ： sindrr 12干 涉 加 强明 纹 位 置 ,dDkx ,k k 212 21212 dDkx kk ) ( ,) ( )( S 1S 2S D xd 1r 2r po干 涉 减 弱暗 纹 位 置Dxdantd 210 ,k dDxxx kk 1(1)明 暗 相 间 的 条 纹 对 称 分 布 于 中 心 O点 两 侧 。 dxDxx 1 干 涉 条 纹 特 点 ：(2)相 邻

14、 明 条 纹 和 相 邻 暗 条 纹 等 间 距 ， 与 干 涉 级 k无 关 。两 相 邻 明 （ 或 暗 ） 条 纹 间 的 距 离 称 为 条 纹 间 距 。若 用 复 色 光 源 ， 则 干 涉 条 纹 是 彩 色 的 。 1k2k 1k3k 3k2k )/(kDxd方 法 一 ： D/xd 方 法 二 ： (3) D,d一 定 时 ， 由 条 纹 间 距 可 算 出 单 色 光 的 波 长 。 二 、 其 他 分 波 阵 面 干 涉 装 置1、 菲 涅 耳 双 面 镜Dd 虚 光 源 、 1S 2S21SS WW平 行 于 dDkx dDkx 2 12 明 条 纹 中 心 的 位 置

15、 210 ,k屏 幕 上 O点 在 两 个 虚 光 源 连 线 的 垂 直 平 分 线 上 ， 屏 幕上 明 暗 条 纹 中 心 对 O点 的 偏 离 x为 ：暗 条 纹 中 心 的 位 置 S1S 2S 2M1M W WDd ox光 栏C 2 洛 埃 镜 1S 2S M Ld pQp QD光 栏 EE E 当 屏 幕 E 移 至 E处 ， 从 S1和 S2 到 L点 的 光 程 差 为 零 ， 但是 观 察 到 暗 条 纹 ， 验 证 了 反 射 时 有 半 波 损 失 存 在 。 问 ： 原 来 的 零 级 条 纹 移 至 何 处 ？ 若 移 至 原 来 的 第 k 级 明 条 纹 处 ，

16、 其厚 度 h 为 多 少 ？ 1S 2S 1r 2rh例 ： 已 知 ： S2 缝 上 覆 盖的 介 质 厚 度 为 h ， 折 射 率 为 n ， 设入 射 光 的 波 长 为 . 12 r)nhhr( 解 ： 从 S1和 S2发 出 的 相 干 光 所 对 应 的 光 程 差 h)n(rr 1 12 当 光 程 差 为 零 时 ， 对 应零 条 纹 的 位 置 应 满 足 ： 所 以 零 级 明 条 纹 下 移 0 原 来 k 级 明 条 纹 位 置 满 足 ：krr 12设 有 介 质 时 零 级 明 条 纹 移 到 原 来 第 k 级 处 ， 它 必 须 同 时 满 足 ： h)n(

17、rr 1 12 1 n kh 1S 2S 1r 2rhk 利 用 薄 膜 上 、 下 两 个 表 面 对 入 射 光 的 反 射 和 折 射 ， 可 在 反 射 方向 (或 透 射 方 向 )获 得 相 干 光 束 。一 、 薄 膜 干 涉 扩 展 光 源 照 射 下 的 薄 膜 干 涉A BCD 1n1n 2n ei a1 a2a在 一 均 匀 透 明 介 质 n1中放 入 上 下 表 面 平 行 ,厚 度为 e 的 均 匀 介 质 n2(n1)， 用 扩 展光 源 照 射 薄 膜 ， 其反 射 和 透 射 光 如 图 所 示 1-7 薄 膜 干 涉 光 线 a2与 光 线 a1的 光 程

18、差 为 ： 212 /ADn)CBAC(n 半 波 损 失由 折 射 定 律 和 几 何 关 系 可 得 出 ： taneAB 2 cos/eCBAC sinnisinn 21 isinABAD 212 22 )cossincos(en 22 2 cosen 22 22122 isinnne A BCD1n1n 2n ei a1 a2a 减 弱 （ 暗 ）加 强 （ 明 ）,k)k( ,kk isinnne 210212 21 22 22122 干 涉 条 件 薄膜a a1 a2n1n2n3不 论 入 射 光 的 的 入 射 角 如 何额 外 程 差 的 确 定满 足 n1n3(或 n1 n2

19、 n2n3(或 n1 n2 n3) 不 存 在额 外 程 差 对 同 样 的 入 射 光 来 说 ， 当 反 射 方 向 干涉 加 强 时 ， 在 透 射 方 向 就 干 涉 减 弱 。恒 定 ）厚 度 均 匀 （ e 对 应 等 倾 干 涉 二 、 增 透 膜 和 增 反 膜增 透 膜 - 利 用 薄 膜 上 、 下 表 面 反 射 光 的 光 程 差 符 合 相 消 干 涉 条 件 来 减 少反 射 ， 从 而 使 透 射 增 强 。增 反 膜 - 利 用 薄 膜 上 、 下 表 面 反 射 光 的 光 程 差 满 足 相 长 干 涉 ， 因 此 反 射光 因 干 涉 而 加 强 。 问

20、： 若 反 射 光 相 消 干 涉 的 条 件 中取 k=1， 膜 的 厚 度 为 多 少 ？ 此 增透 膜 在 可 见 光 范 围 内 有 没 有 增 反 ？例 已 知 用 波 长 ， 照 相 机 镜 头 n3=1.5， 其上 涂 一 层 n2=1.38的 氟 化 镁 增 透 膜 ， 光 线 垂 直 入 射 。nm550 2122 2 /)( kdn解 ： 因 为 ， 所 以 反 射 光经 历 两 次 半 波 损 失 。 反 射 光 相 干 相消 的 条 件 是 ： 321 nnn 11 n 5.13 n 38.12 n d代 入 k 和 n2 求 得 ： mnd 792 109822381

21、4 10550343 . 此 膜 对 反 射 光 相 干 相 长 的 条 件 ：kdn 22 nmk 8551 1 nmk 54122 2 . nmk 2753 3 可 见 光 波 长 范 围 400700nm波 长 412.5nm的 可 见 光 有 增 反 。问 ： 若 反 射 光 相 消 干 涉 的 条 件 中取 k=1， 膜 的 厚 度 为 多 少 ？ 此 增透 膜 在 可 见 光 范 围 内 有 没 有 增 反 ？ 11 n 5.13 n 38.12 n d 干 涉 条 件 暗 条 纹明 条 纹210212 32122 ,k)k( ,kke 劈 尖 上 厚 度 相 同 的 地 方 ，

22、两 相 干 光 的 光 程 差 相 同 ， 对 应 一 定 k值 的 明 或暗 条 纹 。 等 厚 干 涉棱 边 处 ， e=0,=/2， 出 现 暗 条 纹 有 “ 半 波 损 失 ”实 心 劈 尖 22 2 en 1n2n 1n实 心 劈 尖 空 气 劈 尖 任 意 相 邻 明 条 纹 对 应 的 厚 度 差 ：21 /ee kk sinsin eel kk 21 hl ke 1ke任 意 相 邻 明 条 纹 (或 暗 条 纹 )之 间 的 距 离 l 为 ：在 入 射 单 色 光 一 定 时 ， 劈 尖 的 楔 角 愈 小 ， 则 l愈 大 ， 干 涉 条 纹 愈 疏 ； 愈 大 ， 则

23、 l愈 小 ， 干 涉 条 纹 愈 密 。当 用 白 光 照 射 时 ， 将 看 到 由 劈 尖 边 缘 逐 渐 分 开 的 彩 色 直 条 纹 。 RrCM N do例 已 知 ： 用 紫 光 照 射 ， 借 助 于 低 倍 测 量显 微 镜 测 得 由 中 心 往 外 数 第 k 级 明 环的 半 径 , k 级 往 上 数第 16 个 明 环 半 径 ，平 凸 透 镜 的 曲 率 半 径 R=2.50mmrk 31003 . mrk 316 1005 . 2 1162 16 Rkrk )( 求 ： 紫 光 的 波 长 ？解 ： 根 据 明 环 半 径 公 式 ：212 Rkrk )( R

24、rr kk 1622 16 m72222 100450216 10031005 . ).().( 测 细 小 直 径 、 厚 度 、 微 小 变 化 h待测块规 标准块规 平 晶 测 表 面 不 平 度等厚条纹 待 测 工 件 平 晶 检 验 透 镜 球 表 面 质 量 标准验规待测透镜暗纹 一 、 迈 克 耳 逊 干 涉 仪光 束 2和 1发 生 干 涉若 M1、 M2平 行 等 倾 条 纹若 M1、 M2有 小 夹 角 等 厚 条 纹若 条 纹 为 等 厚 条 纹 ， M1平 移 d时 ， 干 涉条 移 过 N条 ， 则 有 ： 2 Nd M122 11S半透半反膜 M2 M1G1 G2应

25、 用 ：微 小 位 移 测 量 测 折 射 率 1-9 迈 克 耳 逊 干 涉 仪 S 1M 2MA B例 .在 迈 克 耳 逊 干 涉 仪 的 两 臂 中 分 别 引 入 10 厘 米 长 的 玻 璃 管 A、 B ，其 中 一 个 抽 成 真 空 ， 另 一 个 在 充 以 一 个 大 气 压 空 气 的 过 程 中 观 察 到107.2 条 条 纹 移 动 ， 所 用 波 长 为 546nm。 求 空 气 的 折 射 率 ？ )( 1222 nllnl解 ： 设 空 气 的 折 射 率 为 n相 邻 条 纹 或 说 条 纹 移 动 一 条 时 ， 对 应 光 程 差 的 变化 为 一 个

26、 波 长 ， 当 观 察 到 107.2 条 移 过 时 ， 光 程差 的 改 变 量 满 足 ： 2.107)1(2 nl 00029271122107 . ln 迈 克 耳 逊 干 涉 仪 的 两 臂 中 便 于插 放 待 测 样 品 ， 由 条 纹 的 变 化测 量 有 关 参 数 。 精 度 高 。S 1M 2MA B 光 在 传 播 过 程 中 遇 到 障 碍 物 ， 能 够 绕 过 障 碍 物 的 边 缘 前 进 这 种 偏 离 直 线传 播 的 现 象 称 为 光 的 衍 射 现 象 。 S AB E光 源 障 碍 物 接 收 屏S AB E光 源 障 碍 物 接 收 屏衍 射

27、的 分 类菲 涅 耳 衍 射夫 琅 禾 费 衍 射光 源 障 碍 物 接 收 屏距 离 为 有 限 远 。光 源 障 碍 物 接 收 屏距 离 为 无 限 远 。衍 射 系 统 由 光 源 、 衍 射 屏 、 接 收 屏 组 成 。 dSrTtrKCdE )(cos)( 2 C-比例常数K( )-倾斜因子 惠更斯-菲涅耳原理解释了波为什么不向后传的问题，这是惠更斯原理所无法解释的。P点的光振动（惠更斯原理的数学表达）为： dSrTtrKCdEE )(cos)( 2002 0 dEK KK )(, )()( 最 大 菲 涅 耳 半 波 带 法2A B3A1A2A C 22 2a sin 相 邻

28、平 面 间 的 距 离 是 入 射 单 色光 的 半 波 长任 何 两 个 相 邻 波 带 上 对 应 点 所 发 出的 光 线 到 达 BC平 面 的 光 程 差 均 为半 波 长 （ 即 位 相 差 为 ） ， 在 P点会 聚 时 将 一 一 抵 消 。 结论：分成偶数半波带为暗纹。 分成奇数半波带为明纹。 中 央 明 纹明 纹暗 纹 0 21212 21 ),k()k( ),k(ksina 正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧对于任意衍射角，单缝不能分成整数个半波带，在屏幕上光强介于最明与最暗之间。 讨论1. 光强分布 当 角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积减少，所以光

29、强变小；另外，当：当 增加时,为什么光强的极大值迅速衰减？ I)(K Ia25 a23 0 a25a23 sin 中 央 两 侧 第 一 暗 条 纹 之 间 的 区 域 ， 称 做 零 极 （ 或 中 央 ） 明 条 纹 ，它 满 足 条 件 ：2. 中央亮纹宽度 sinaI a25 a23 0 a25a23 sinaa 3. 相邻两衍射条纹间距条 纹 在 接 收屏 上 的 位 置 a/fkx a/f)k(x 212 暗 纹 中 心明 纹 中 心21 ,k其 它 各 级 明 条 纹 的 宽 度 为 中 央 明 条 纹 宽 度 的 一 半 。中 央 亮 纹 线 宽 度 22 afxx a当 缝

30、宽 x中 央 亮 纹 线 宽 度a f)k(xakfx kk 11 afxxx kk 11 条 纹 在 屏 幕 上 的 位 置 与 波 长 成 正 比 ， 如 果 用 白 光 做 光 源 ， 中 央 为白 色 明 条 纹 ， 其 两 侧 各 级 都 为 彩 色 条 纹 。 该 衍 射 图 样 称 为 衍 射 光 谱 。由 微 分 式 看 出 缝 越 窄 （ a 越 小 ） ， 条 纹分 散 的 越 开 ， 衍 射 现 象 越 明 显 ； 反 之 ， 条 纹 向 中 央 靠 拢 。afkx / 当 a大 于 ， 又 不 大 很 多 时 会 出 现 明 显 的 衍 射 现 象 。当 缝 宽 比 波

31、 长 大 很 多 时 ， 形 成 单 一 的 明 条 纹 ， 这 就 是透 镜 所 形 成 线 光 源 的 象 。 显 示 了 光 的 直 线 传 播 的 性 质 。afkx 2/)12( 明 纹 中 心 例 、 一 束 波 长 为 =5000的 平 行 光 垂 直 照 射 在 一 个 单 缝 上 。 (1)已 知 单 缝衍 射 的 第 一 暗 纹 的 衍 射 角 1=300， 求 该 单 缝 的 宽 度 a=?解 ： (1) )3,2,1(sin kka 第 一 级 暗 纹 k=1,1=300 ma 0.125.0sin 1 例 、 一 束 波 长 为 =5000的 平 行 光 垂 直 照

32、射 在 一 个 单 缝 上 。 (2)如 果所 用 的 单 缝 的 宽 度 a=0.5mm， 缝 后 紧 挨 着 的 薄 透 镜 焦 距 f=1m， 求 ： (a)中 央 明 条 纹 的 角 宽 度 ； (b)中 央 亮 纹 的 线 宽 度 ； (c) 第 一 级 与 第 二 级 暗纹 的 距 离 ；(a) aa sin mmmfx 2102 300 (b) radmma 330 102105.0 5.022 (c) mmmaafx 1)101102(1)2( 3321 例 、 一 束 波 长 为 =5000的 平 行 光 垂 直 照 射 在 一 个 单 缝 上 。 a=0.5mm，f=1m

33、(3) 如 果 在 屏 幕 上 离 中 央 亮 纹 中 心 为 x=3.5mm处 的 P点 为 一 亮 纹 ，试 求 (a)该 P处 亮 纹 的 级 数 ； (b)从 P处 看 ， 对 该 光 波 而 言 ， 狭 缝 处 的 波 阵面 可 分 割 成 几 个 半 波 带 ？ 亮 纹212 )k(sina)a( fxtg sin 321 faxk (b)当 k=3时 ， 光 程 差 27212 )k(sina狭 缝 处 波 阵 面 可 分 成 7个 半 波 带 。 二、光栅的衍射规律光栅每个缝形成各自的单缝衍射图样。光栅衍射条纹是单缝衍射与多缝干涉的总效果。光栅缝与缝之间形成的多缝干涉图样。1、

34、光栅公式任 意 相 邻 两 缝 对 应 点 在 衍 射 角 为 方 向 的 两 衍 射 光 到 达 P点 的 光 程 差为 (a+b)sin 光栅公式光 栅 衍 射 明 条 纹 位 置 满 足 ： (a+b)sin =k k=0, 1, 2, 3 2、暗纹条件暗条纹是由各缝射出的衍射光因干涉相消形成的。 ,k)Nnk(sin)ba( 210 主 极 大 级 数k 光 栅 缝 总 数N 121 N,nn 为 正 整 数在两个相邻主极大之间，分布着N-1条暗条纹和N-2条次级明条纹。 4、 缺 级 现 象 a sin =k k=0, 1, 2, 缺 极 时 衍 射 角 同 时 满 足 ：(a+b)

35、sin =k k=0, 1, 2, 即 ： k =(a+b) /a k k 就是所缺的级次缺级 由于单缝衍射的影响，在应该出现亮纹的地方，不再出现亮纹缝间光束干涉极大条件单缝衍射极小条件 白光投射在光栅上，在屏上除零级主极大明条纹由各种波长混合仍为白光外，其两侧将形成由紫到红对称排列的彩色光带，即光栅光谱。三、光栅光谱 1k 2k 3k 例 、 波 长 为 6000的 单 色 光 垂 直 入 射 在 一 光 栅 上 ， 第 二 级 明 纹 出 现 在sin2=0.2处 ， 第 4级 为 第 一 个 缺 级 。 求 (1)光 栅 上 相 邻 两 缝 的 距 离 是 多 少 ？(2)狭 缝 可 能

36、 的 最 小 宽 度 是 多 少 ？ (2)狭 缝 可 能 的 最 小 宽 度 是 多 少 ？ (3)按上 述 选 定 的 a、 b值 ， 实 际 上 能 观 察 到 的 全 部 明 纹 数 是 多 少 ？解 : (1) kba sin)( mkba 6sin)( 1,4)()2( kkka bak 取 madbmbaa 5.45.14 minmin max1sin)3( kk ，由 光 栅 方 程 106.06max mmbak 在 -900sin no负 晶 体 : ne ve) 负 晶 体 (vo ve ) 子 波 源(ve vo) e光 : ec ee nn0 ， ne称 为 晶 体

37、的 主 折 射 率 ,oo n e波 面 5.4 光 在 晶 体 中 的 波 面 及 传 播光 轴 eO正 晶 体 光 轴 负 晶 体o波 面 , 0 正 晶 体负 晶 体eoe nnvv ,0 O e i CA B 一.尼科耳棱镜 AB C D 102A(D)B(C)由 方 解 石 切 割 再 用树 胶 粘 合 而 成 .尼 科 耳 棱 镜 工 作 原 理 :自 然 光 在 AB面 折 射 为 o光 和 e光 ,o光 以 约 76入 射 到 AC的 加 拿 大 树 胶 层 上 . 被 AC面 全 反 射 .只 有 e光 出 射 , 产 生 偏振 光 .5.6 偏 振 元 件 o光 : 696

38、58.1551.190sinsin 00 inni o而 i =76 69,全 反 射 .例题.两 尼 科 耳 棱 镜 的 主 截 面 间 的 夹 角 由 30转 到 45.(1)当 入 射 光 是 自 然光 时 ,求 转 动 前 后 透 射 光 的 强 度 之 比 ;(2)当 入 射 光 是 线 偏 振 光 时 ,求转 动 前 后 透 射 光 的 强 度 之 比 . (1)入 射 光 为 自 然 光 夹 角 为 30时020 8330cos2 III 020 8245cos2 III 23II夹 角 为 45时所 以(2)入 射 光 为 线 偏 振 光 夹 角 为 30时解 :尼 科 耳 棱

39、 镜 出 射 为 振 动 面 在 主 截 面 内 的 线 偏 振 光 .主 截 面 即 偏 振 化 方向 .例题. 020 4330cos III 020 4245cos III 夹 角 为 45时所 以 23II 二 、 渥 拉 斯 顿 棱 镜 ： 将 两 个 直 角 的 方 解 石 棱 镜 沿 斜 边 胶 合 起 来 。AB光 在 第 一 棱 镜 中 不 分 开 ， 但 光 线 垂 直 于 光 轴 ， 因 而 两 束 光 传 播速 度 不 同 。 第 二 棱 镜 的 光 轴 垂 直 于 第 一 棱 镜 ， 所 以 第 一 棱 镜 中的 E光 为 第 二 棱 镜 中 的 O光 ， 由 于 n

40、one,相 当 于 光 由 光 疏 介 质 入射 光 密 介 质 ， 折 射 线 近 法 线 ；而 第 一 棱 镜 的 O光 为 第 二 棱 镜中 的 e光 ， 相 当 于 光 由 光 密 介质 入 射 光 疏 介 质 ， 折 射 线 远离 法 线 如 图 所 示 。 三 、 波 晶 片 一 块 表 面 平 行 的 单 轴 晶 体 ， 其 光 轴 与 晶 体 表 面 平 行 时 ， 垂 直 入 射 的 o光和 e光 沿 同 一 方 面 传 播 ， 我 们 把 这 样 的 晶 体 叫 波 晶 片 。 光在真空中波长 0)(2cos 0 初 相 取erTtAeEe )(2cos orTtAoEo

41、)(2)(2)(2 eooeoe rrrTtrTt een oon rnn eo )(2 当 两 束 光 射 出 晶 体 面 ，1、 四 分 之 一 波 片 (1)定 义 ： 能 使 o光 和 e光 的 光 程 差 等 于 的 晶 片 称 四 分 之 一 波 片 (2)四 分 之 一 波 片 的 厚 度 正 晶 体 (3)作 用 ： 产 生 附 加 位 相 差 ， ， 平 面 偏 振 光 经 1/4波 片 后 ， 出 射 光 是 正 椭 圆 偏 振 光 dnn eo )(2 4)( eo nn 4l )(4 eo nnl )(4 oe nnl 2 讨 论 ： （ 1） 四 分 之 一 波 片

42、的 厚 度 是 波 长 的 函 数 方 解 面 ， 对 于 黄 光 ， 对 于 蓝 光 （ 2） 四 分 之 一 波 片 很 薄 ， 制 造 困 难 若 ， 即 ， 椭 圆 形 状 不 变 ， 因 此 通 常 使 o 光 和 e光 的 光 程 差 等 于 的 奇 数 倍 的 晶 片 称 四 分 之 一 波 片 ， 厚 度 ： )( nn cm5109.5 172.0 eo nncml 5106.8 cm5101.4 184.0 eo nn cml 5103.6 4)12( k 2)12( k)(4)12( 0 ennkl 2、 半 波 片 能 使 o光 和 e光 的 光 程 差 等 于 奇 数

43、 倍 的 晶 片 ， 称 半 波 片 ， 其 厚 度 平 面 偏 振 光 垂 直 入 射 到 半 波 片 而 透 射 后 ， 仍 为 平 面 偏 振 光 。 如 果 入 射 时 振 动 面 和 晶 体 主 截 面 之 间 的 夹 角 为 ， 则 透 射 光 仍 为 平面 偏 振 光 ， 振 动 面 从 原 来 的 方 位 转 动 2 角 。22)12()( klnn eo )(2)12( eo nnkl )12(2 k 5-7 椭圆偏振光和圆偏振光 在 光 的 传 播 方 向 上 ， 任 意 一 个 场 点 电 矢 量 既 改 变 它 的 大 小 ， 又 以 角 速 度 （ 即 光 波 的 圆

44、 频 率 ） 均 匀 转 动 它 的 方 向 ； 或 者 说 电 矢 量 的 端 点 在 波 面 内 描绘 出 一 个 椭 圆 ， 称 椭 圆 偏 振 光 ； 圆 偏 振 光 ， 补 充 ： 相 互 垂 直 的 同 频 率 的 谐 振 动 的 合 成一 个 质 点 同 时 参 与 两 个 相 互 垂 直 的 ， 频 率 相 同 的 ， 有 固 定 位 相 差 的 机 械 振动 ， 质 点 沿 椭 圆 轨 道 运 动 。 )cos( 11 tAx )cos( 22 tAy 消 去 t 令是 椭 圆 方 程 )(sin)cos(2 1221221222212 AAxyAyAx )(sin)cos(

45、2 1221221222212 AAxyAyAx 12 221222212 sincos2 AAxyAyAx 一 、 椭 圆 偏 振 光 和 圆 偏 振 光 的 描 述 椭 圆 偏 振 光 可 用 两 列 频 率 相 同 ， 振 动 方 向 相 互 垂 直 ， 位 相 差 恒 定 ， 且 沿 同一 方 向 传 播 的 平 面 偏 振 光 的 迭 加 得 到 ， 在 光 波 沿 Z方 向 传 播 的 情 况 下 合 成 波 表 达 式 消 去 ( t-kz) )(cos( )(cos( 光光 ekwwtayey okzwtaxex ykztAxkztAE yx )cos()cos( 22222

46、sincos)(2 yyxxyyxx AEAEAEAE y轴 的 振 动 超 前 x轴 振 动 的 位 相 上 式 为 椭 圆 方 程 ， 光 矢 量 末 端 轨 迹 描 出 一 个 椭 圆 =0， ,仍 为 平 面 偏 振 光 正 椭 圆 偏 振 光平 面 偏 振 光 通 过 1/4波 片 后 ， ， 出 射 光 为 正 椭 圆 偏 振 光平 面 偏 振 光 通 过 1/2波 片 面 ， ， 出 射 光 仍 为 平 面 偏 振 光 振 动 面 旋 转 2 当 我 们 迎 着 光 的 传 播 方 向 观 察 时 ， 第 一 个 场 点 的 电 矢 量 端 点 描 出的 椭 圆 沿 顺 时 针

47、方 向 旋 转 ， 我 们 称 之 为 右 旋 椭 圆 偏 振 光 。 23,2 2 ， 右 椭 圆 偏 振 光 ， ， 左 （ 同 一 点 ， 不 同 时 刻 ）指 出 ： 在 光 的 传 播 方 向 z上 ， 各 点 的 电 矢 量 的 位 相 是 随 z的 增 加 而 逐 点 落后 的 。 因 此 同 一 时 刻 沿 z方 向 场 中 各 点 电 矢 量 的 相 对 取 向 与 传 播 方 向 之间 ， 在 右 椭 圆 偏 振 光 中 ， 正 好 构 成 右 手 螺 旋 ； （ 同 一 时 刻 ， 不 同点 ） 圆 偏 振 光 ， （ ） 若 ， 时 ， 5-22变 成 圆 方 程 ，

48、此 时 ， 光 矢 量 端 点 描 出一 个 圆 。 式 中 第 一 项 取 “ -”号 ， 表 示 右 旋 圆 偏 振 光 式 中 第 二 项 取 “ +”号 ， 表 示 左 旋 圆 偏 振 光 0 22 YX AA 2 cos( ) sin( ) xE A t kz x t kz y )sin()cos( ylztxkztA 二 、 椭 圆 偏 振 光 和 圆 偏 振 光 的 产 生平 面 偏 振 光 垂 直 入 射 到 晶 体 表 面 ， （ 晶 体 光 轴 与 表 面 平 行 ） ， 则 在 晶 体中 ， o光 和 e光 频 率 相 同 ， 振 动 面 互 相 垂 直 ， 沿 同 一

49、方 向 传 播 。位 相 差 ：进 入 晶 体 r深 处 ， 光 程 差位 相 差r一 定 ， 恒 定 ， 产 生 椭 圆 偏 振 光o光 和 e光 振 幅平 面 偏 振 光 的 振 动 面 与 晶 体 主 截 面 夹 角 则 ， 一 定 ， r一 定 ， 椭 圆 长 短 取 向 及 椭 圆 形 状 一 定 rnn eo )( 2 2 ( )o en n r cosAA e sinAA O 讨 论 ： 1 与 r有 关 ， 在 晶 体 内 不 同 深 处 ， 合 成 后 椭 圆 偏 振 光 长 短 轴 取向 不 同 。2 晶 体 厚 度 为 l， 光 射 出 晶 体 ， ， 是 确 定 值 ，

50、 因 此 椭圆 偏 振 光 在 晶 体 外 传 播 有 确 定 形 状 。3 ， ， 且 Ao=Ae， 圆 偏 振 光三 、 自 然 光 改 造 成 椭 圆 偏 振 光 或 圆 偏 振 光 。自 然 光 直 接 入 射 到 波 晶 片 上 ， 出 射 后 ， 不 能 得 到 椭 圆 偏 振 光 。自 然 光 先 通 过 偏 振 器 产 生 平 面 偏 振 光 ， 再 垂 直 入 射 到 波 晶 片 上 ， 可 以 产生 椭 圆 偏 振 光 。通 常 把 一 个 恰 当 取 向 的 起 偏 器 和 一 块 波 晶 片 的 串 联 组 合 叫 椭 圆 偏 振 器 。 起 偏 器 的 透 振 方 向

51、 与 四 分 之 一 波 片 的 光 轴 成 45 角 ， 圆 偏 振 光 。 l)nn(2 eo 45 2 5-8 偏振态的实验检定一 、 波 晶 片 对 偏 振 态 的 改 变 （ 偏 振 态 决 定 于 ） 波 晶 片椭 圆 偏 振 光 通 过 波 晶 片 时 ， 由 于 产 生 附 加 位 相 差 ， 偏 振 态 改 变 。首 先 将 入 射 的 椭 圆 偏 振 光 分 解 为 o光 和 e光 ， 得 出 各 自 的 振 幅 Ao和 Ae及 两者 位 相 差 ， 表 示 e光 对 o光 位 相 超 前 量 。入 射 光 通 过 波 晶 片 时 ， 出 现 附 加 位 相 关 ，依 据

52、、 、 判 断 偏 振 态 用 波 片 将 线 偏 振 光 变 成 圆 偏 振 光 或 正 椭 圆 偏 振 光 。 位 相 延 迟分 解 光 束 eo, dnn2 e0 )( 附 附入出 eA oA 出 用 1/4波 片 将 线 偏 振 光 变 成 圆 偏 振 光 或 正 椭 圆 偏 振 光 。 ， ， 用 片 可 使 线 偏 振 光 的 振 动 方 向 转 过 2 ， ， 出 射 光 为 平 面 偏 振 光例 1 入 射 光 为 附 图 所 示 的 正 椭 圆 偏 振 光 ， 长 半 轴 与 短 半 轴 分 别 为 和 ， 求 它 通 过 负 晶 体 制 成 的 片 或 片 后 的 偏 振

53、态 。解 ： 对 正 椭 圆 偏 振 光 ， e光 位 相 超 前 ， 即 ， e光 振 幅 和 o 光振 幅 分 别 为 ，0 入 2 附 2 出2 附 0 入 出yA xA 42 2 2 ye AA xo AA （ 1） 负 晶 体 制 成 的 片 产 生 附 加 位 相 差 ， 则 。 故 光 射 光 为 在 二 、 四 象 限 振 动 的 平 面 偏 振 光（ 2） 负 晶 体 制 成 的 片 产 生 附 加 位 相 差 ， 则 ，所 以 出 射 光 为 左 旋 正 椭 圆 偏 振 光 。42 附 附入出2 附 232出 二 、 五 种 光 的 鉴 定 （ 五 种 光 ： 自 然 光

54、、 完 全 偏 振 光 、 部 分 偏 振 光 、 圆 偏振 光 、 椭 圆 偏 振 光 ）1、 用 一 个 偏 振 片 即 可 将 光 分 为 三 类 ， 并 鉴 别 出 完 全 偏 振 光光 强 不 变 圆 偏 振 光 、 自 然 光明 暗 变 化 ， 无 消 光 部 分 偏 振 光 、 椭 圆 偏 振 光明 暗 变 化 ， 有 消 光 完 全 偏 振 光 。2、 让 圆 偏 振 光 和 自 然 光 分 别 先 通 过 片 ， 再 通 过 偏 振 片 ， 转 动 偏 振 片 ，若 出 现 消 光 现 象 为 圆 偏 振 光 （ ） ， 否 则 为自 然 光 。3、 让 入 射 光 先 后

55、通 过 片 ， 补 偿 器 ， 人 造 偏 振 片 ， 转 动 人 造 偏 振 片 ，出 现 消 光 现 象 。 （ ） 为 椭 圆 偏 振 光 ， 否 则 为 部 分 偏振 光 。 4 或 附入出 022 4 2,0补附入出 三 、 补 偿 器1、 为 什 么 要 使 用 补 偿 器 ？上 述 检 验 椭 圆 偏 振 光 的 实 验 中 ， 若 不 用 补 偿 器 ， 必 须 事 先 知 道 片 的光 轴 方 向 ， 而 且 在 实 验 过 程 中 ， 必 须 使 的 光 轴 精 确 地 平 行 于 椭 圆 的主 轴 （ ） ， 这 是 很 难 办 到 的 。 为 了 克 服 这 些 困 难

56、 ， 比 较 好 的 方 法是 采 用 补 偿 器 。 因 为 任 何 位 置 的 椭 圆 可 认 为 是 由 两 个 互 相 垂 直 的 振 动 在位 相 差 的 情 况 下 合 成 的 。 要 使 这 种 椭 圆 偏 振 光 变 成 平 面 偏 振 光 ，则 应 另 行 设 法 引 进 可 以 任 意 变 更 的 位 相 差 作 为 补 偿 ， 目 的 是 使 与 ， 的 总 和 等 于 o或 。44 2 2 入 或补附入 0 2、 巴 俾 涅 补 偿 器 由 两 块 光 轴 互 相 垂 直 的 楔 形 石 英 组 成 ， 上 楔 中 o光 进 入 下 楔 ， 变 为 e光 ； 分 别 是

57、 光 在 上 楔 和 下 楔 通 过 厚 度缺 点 ： 必 须 用 极 窄 的 光 束 。 对 于 宽 光 束 ， 互 补 偿 器 不 同 位 置 ， 位 相 差 不同 。 3、 索 列 尔 补 偿 器上 楔 可 以 左 、 右 移 动 ， 从 而 改 变 d1厚 度 ， 可 以 用 宽 光 束 。 0 1 0 2 0 1 22 2( ) ( ) ( )( )e e en n d n n d n n d d 5-7 偏振光的干涉 一 、 观 察 偏 振 光 干 涉 的 装 置 与 实 验 结 果1、 实 验 装 置2、 实 验 结 果1 以 单 色 光 入 射 时 ， 若 波 晶 片 厚 度

58、均 匀 ， 观 察 屏 上 得 到 一 个 光 强 均 匀 分 布 的 光 斑 ， 转 动任 一 器 件 ， 均 可 使 光 强 发 生 变 化 ； 若 将 波 晶 片 制 成 光 劈 状 ， 并 在 P 2和 屏 之 间 置 一 透 镜 ，屏 上 出 现 等 厚 干 涉 条 纹 。2 以 白 光 入 射 时 ， 对 于 厚 度 均 匀 的 波 晶 片 ， 屏 上 出 现 某 种 颜 色 的 光 斑 ， 转 动 任 一 器 件 ，光 斑 颜 色 发 生 变 化 ； 使 用 光 劈 状 晶 片 ， 则 出 现 彩 色 条 纹 。 二 、 平 面 偏 振 光 干 涉 的 强 度 分 布从 P2出

59、射 的 两 束 光 A2e、 A2o 位 相 联 系刚 进 入 波 晶 片 时 ， e光 对 o光 位 相 的 超 前 量 为 ， （ 若 在 二 、 四 象限 ， ）o光 和 e光 穿 过 波 晶 片 产 生 附 加 位 相 差 ， 在 P 2上 投 影 时 位 相 差 ， ， 若 同 方 向 ， ； 若 方 向 相 反 ， sinsinAA 1o2 coscosAA 1e2 0 入1E d)nn(2 e0 附 Oe AA , 投 20e2 EE 与0 投 20e2 EE 与 投投附入 投 影 到 P2上 的 两 个 光 振 动 在 一 条 直 线 上 ， 满 足 相 干 条 件 ：（ 两

60、个 同 方 向 ， 同 频 率 谐 振 动 合 成 ）由 此 知 ， 有 关 cose2o22e22o2222 AA2AAAI )coscoscossincoscossin(sin 2A 222221 2sinAA4)AA( 2e2o22e220 ,d,I 2与 三 、 单 色 偏 振 光 干 涉 中 的 两 个 特 殊 情 况1、 P1和 P2正 交 以 上 关 系 代 入 （ 1） （ 2） （ 3）90 附投入 ,0 )cos(cossinsincoscossin 附22222221 2AI coscossin2cossin2A 222221 附 )cos1(2sin2A 221 附 2

61、sin2sinA 2221 附 极 大极 小附 )1k2( k2d)nn(2 e0 2、 P1和 P2平 行当 （ 5）对 于 给 定 波 晶 片 ， I 11为 极 大 时 ， I 为 极 小 )1(,0,0 代 入附投入 )coscossincos(sin 附 22442111 2AI )coscossin2cossin2)cos(sinA 222222221 附 )2sin2sin1(A 2221 附 极 小极 大 附 )1k2( k2d)nn(2 eo 2IIAII 012111 / 四 、 显 色 偏 振1、 什 么 叫 显 色 偏 振偏 振 光 干 涉 时 出 现 彩 色 的 现

62、象 ， 叫 显 色 偏 振2、 解 释 ：对 各 种 波 长 的 光 ， 差 别 极 小 ， d一 定 ， 决 定 于3、 互 补 色由 知 ， 两 尼 科 耳 平 行 时 ， 某 些 波 长 加 强 到 什 么 程 度 ， 两 尼 科耳 正 交 时 ， 这 些 波 长 的 光 就 减 弱 到 什 么 程 度 ， 白 光 照 射 ， 平 行 时 出 现的 彩 色 与 垂 直 时 出 现 的 彩 色 混 合 为 白 色 。任 何 两 种 彩 色 如 果 混 合 起 来 为 白 色 ， 则 这 两 种 色 互 为 互 补 色 。 I 的 颜 色就 是 I11的 互 补 色 。4、 显 色 偏 振

63、的 应 用1 鉴 定 物 质 的 双 折 射 性2 寻 找 互 补 色 d)nn(2 eo 附 eo nn 附 2111 AII 谢 谢 ！ 第 七 章 光 的 量 子 性教 学 基 本 要 求 ： 1、 概 括 叙 述 量 子 论 的 早 期 发 展 过 程 。 介 绍 热 辐 射 及 普 朗 克 量 子 假 说 。 2、 阐 明 光 电 效 应 及 其 引 出 光 子 概 念 的 实 验 和 分 析 过 程 。 3、介 绍 康 普 顿 实 验 ， 扼 要 分 析 光 的 波 粒 二 象 性 的 物 理 思 想 及 其 重 要 意 义 。 7-1 热 辐 射 普 朗 克 的 量 子 假 设经

64、 典 物 理 及 其 困 难牛 顿 力 学 （ 包 括 分 析 力 学 ）麦 克 斯 韦 电 磁 场 理 论光 的 波 动 性 理 论热 力 学 统 计 物 理 十 九 世 纪 末 比 较 完 善十九世纪末物理学晴朗天空中的两朵乌云黑 体 辐 射 的 紫 外 灾 难迈 克 尔 孙 实 验 的 零 结 果Maxwell-equ在 G alileo变 换 下 对 称 破缺 狭 义 相 对 论Einstein量 子 论Plank 一 、 热 辐 射 及 特 点1、 热 辐 射 ： 由 于 物 体 中 分 子 、 原 子 受 到 热 激 发 而 发 射 电 磁 波 辐 射 的 现 象 。辐 射 的 电

65、 磁 波 能 量 按 波 长 的 分 布 随 温 度 而 不 同 。2、 特 点 ： 物 体 逐 渐 加 热 ， 温 度 升 高 ， 物 体 颜 色 由 暗 淡 变 红 变 黄 变 白 、 青 白 。 物 体 辐 射 能 量 升 高 。 物 体 既 向 外 辐 射 能 量 ， 同 时 也 吸 收 能 量 。 辐 射 与 吸 收 平 衡 ， 物 体 温 度 不 变 化 而 处 于 热 平 衡 ， 称 为 平 衡 热 辐 射 。 二 、 热 辐 射 的 描 述总 辐 射 度 ： 物 体 从 单 位 面 积 上 发 射 的 所 有 各 种 波 长 的 辐 射 总 功 率 。 ddMTM dTMdMT

66、M 0 单 色 辐 出 度 ： 物体从单位面积上发射的，波长介于和+d之间的辐射功率dM与d之比。黑 体 模 型绝 对 黑 体 ： 如 果 任 一 物 体 ， 在 任 何 温 度 下 对 任 何 波 长 的 辐 射 能 的 吸 收 系 数 都 等 于 1， 那么 该 物 体 称 为 绝 对 黑 体 。三 、 黑 体 辐 射 的 实 验定律 斯 忒 藩 -玻 尔 兹 曼 定 律 ：物 体 的 辐 出 度 与 温 度 的 四 次 方 成 正 比 。4)( TTMB 斯忒藩常数： )(106703.5 428 KmW维 恩 位 移 定 律 ： 能 谱 分 布 曲 线 的 峰 值 对 应 的 波 长 m与 温 度 T的 乘 积 为 一 常 数 。bTm )(10898.2 3 Kmb ),( TM )( m40 1 2 3 1700K1100K1300K1500K 说 明 ：上 述 两 条 定 律 均 可 由 热 力 学 理 论 导 出 。 热 辐 射 的 量 值 随 着 温 度 升 高 而 迅 速 增 加 。 热 辐 射 峰 值 波 长 随 温 度 增 加 而 向 短波 方 向 移 动 。