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光学原子物理一、基本概念(一)光的干涉条件:频率相同,振动方向相同,相位差恒定。现象:两个相干光源发出的光在相遇的空间相互叠加时,形成明暗相间的条纹。1.双缝干涉相干光源的获取:采用“分光”的透射法。当这两列光源到达某点的路程差:Δγ=kλ(k=0,1,2……)出现亮条纹Δγ=(2k+1)λ/2(k=0,1,2……)暗条纹条纹间距Δx=(L/d)λ(明纹和暗纹间距)·用单色光作光源,产生的干涉条纹是等间距;·用白光作光源,产生彩色干涉条纹,中央为白色条纹;2.薄膜干涉:相干光源的获取,采用“分光”的反射法由薄膜的前后两个表面反射后产生的两列相干光波叠加形成的干涉现象:·入射光为单色光,可形成明暗相间的干涉条纹·入射光是白光,可形成彩色干涉条纹。3.光的干涉在技术上的应用(1)用干涉法检查平面(等间距的平行线)(2)透镜和棱镜表面的增透膜,增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的1/4(二)光的衍射光离开直线路径绕到障碍物阴影里的现象为称光的衍射现象。*产生明显衍射条件:障碍物或孔的尺寸小于光波波长或和光波波长差不多。*现象:(1)泊松亮斑(2)单缝衍射·单色光通过单缝时,形成中间宽且亮的条纹,两侧是明暗相间的条纹,且条纹宽度比中间窄;·白光通过单缝时,形成中间宽的白色条纹,两侧是窄且暗的彩色条纹。(三)光的电磁说1.电磁波谱a.将无线电波,红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线按频率由小到大(或波长从长到短)的顺序排列起来,组成电磁波谱;b.·无线电波是LC振荡电路中自由电子周期性运动产生·红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受激发后产生;·伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生;·γ射线是原子核受到激发后产生。2.光谱与光谱分析光谱发射光谱:物体发光直接产生的光谱连续光谱:连续分布,一切波长的光都有,由炽热的固体,液体和高压气体产生。Ex.电灯丝,炽热的钢水,物质燃烧发出的光。明线光谱:有一些不连续波长的亮线组成的光谱,由稀薄气体或金属的蒸汽发光产生。Ex.光谱管、霓虹灯、在煤气灯火焰中燃钠、钾的盐类物质发出的光。吸收光谱:连续光谱中某些波长的光被物质吸收后出现一些不连续的暗线所组成,由高温物体发出的白光通过温度较低的气体后产生,如太阳光谱,就是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱。*由于每种元素都有自己的特征谱线,明线光谱或吸收光谱都含有这些特征谱线,故可根据明线光谱或吸收光谱分析,鉴别物质或确定它的化学组成。