2020高中物理竞赛辅导课件—基础光学第1-b章 光的电磁理论2(共55张PPT)

1.4 光源和光辐射 光源 光辐射的经典模型 辐射能 对实际光波的认识 1.5 电磁场的边值关系 * 1.6 光在介界面上的反射和折射 反射、折射定理 菲涅耳公式 反射折射产生的偏振 第一章 光的电磁理论 1.4.1 光源—热光源、气体放电、激光 光是电磁波，光源发光是物体辐射电磁波的过程。物体微观上可认为由大量分子、原子、电子所组成，可看成电荷体系，大部分物体发光属于原子发光类型。 普通光源：自发辐射，普遍光源的发光是物质各个原子或分子发光的总效果。 1.4 光源和光辐射 高能级E2 低能级E1 光子 普通光源发光的特点: 在同一时间有大批原子发光；（不是全部） 就单个原子而言，每个原子都是断断续续发光，每次发光时间极短（~10-9s）且一次只能发出一个有限长具有偏振性的的波列。 同一原子先后发出的光及同一瞬间不同原子发出的光的频率、振动方向、初相位、发光的时间均是随机的。 不相干(不同原子发的光) 不相干(同一原子先后发的光) ∴ ∵ 结论：一般而言热光源及普通光源发出的光为非相干光。且同一光源上不同点发出的光也是非相干光。 实际光源发出的光波其光矢量的振动方向具有一切可能的振动方向。如果没有一个振动方向较之其他方向更占优势，这样的光为自然光。 理想的单色光 具有恒定单一波长的简谐波，它是无限伸展的。 实际原子的发光 是一个有限长的波列,所以不是严格的余弦函数,只能说是准单色光，即在某个中心频率（波长）附近有一定频率（波长）范围的光。 衡量单色性好坏的物理量是谱线宽度 例:普通单色光： 10-2 10 0A 激光 ： 10-8 10-5 A   0  0 I I0 I0 / 2 谱线宽度 1.4.1电偶极子辐射模型 经典电磁理论把原子发光看成是原子内部过程形成的电偶极子的辐射。 1、电偶极子辐射模型 在电磁场作用下，原子的正负电荷中心分离，形成振荡电偶极子。 简谐振荡： 电偶极矩： +q -q l 电偶极矩产生交变电场，交变电场又产生交变磁场，在电偶极子周围空间产生由近及远的电磁波动。 电偶极子辐射的电磁波是一个以电偶极子为中心的发散球面波。球面波的振幅随角而变。 E在P和r所在的平面内振动，这一