光的干涉

研究光与物质作用是光学一个重点内容。光是电磁波，具有波粒二象性，衍射、干涉等体现的光的波动性，光电效应体现了光的粒子性。这里说到光的干涉就把光看成波。 光波中含有电场矢量和磁场矢量，从波的传播特性上讲，两者处于同样的地位，但是对于光与物质作用，电场和磁场的作用不同。在通常应用情况下，磁场作用远小于电场作用，甚至不起作用，所以通常把广播中的电场矢量称为光矢量，把电场E的振动称为光电的振动，在考虑光的波动特性时，只考虑电场矢量即可。为了简化运算，经常把电场矢量的波函数用复数表示。 下面是几种特殊形式的光波： 源代码如下： clc ; clear ; M = 512 ; N = M ; w = M / 4 ; [ x , y ]= meshgrid (- M / 2 : M / 2 - 1 ,- M / 2 : M / 2 - 1 ); lambda = 632.8 * 1e-2 ; k = 2 * pi / lambda ; alpha = 2 ; theta = 1 ; E0 = exp ( 1 i * k * x * sin ( theta )+ 1 i * k * y * cos ( theta )); E1 = exp ( 1 i * k * x * sin ( alpha )+ 1 i * k * y * cos ( alpha )); %I=2+2*cos(k*x*sin

一. 光学现象 物体表面受光呈现七彩色，且会随着光照方向或观察视角的不同而改变，这是一种光学现象，比如说常见的彩虹。 彩虹是由于水滴中光的反射、折射和 色散 引起的。因为空气中存在的小水珠对各种频率的光具有不同的折射率，使各种色光的传播方向在进入和离开小水珠时各发生一次不同程度的偏折，使复色光分解为单色光，从而形成光谱产生的。 再比如混合了油的水和肥皂泡也有"彩虹"现象，这是由于 薄膜干涉 引起的。薄膜干涉是由两个或者多个半透明表面对光线进行多次反射，使光线之间产生光程差并且发生 干涉 ，通过放大或者削弱某些光频率而产生的。 除了干涉， 衍射 同样也能产生该现象。比如CD，DVD光盘。光盘用于存储数据，因此表面被用激光刻上了很多不同间距的凹槽和刻线，这样光盘的表面就类似于光栅表面，当光线照射到光盘表面时，光线发生衍射，不同波长的光波衍射的角度不同，形成了衍射光谱。 一些动植物的表面也会有这种现象，比如光与昆虫表面的微结构形成的 衍射光栅 发生作用。 二. 光波 光具有波粒二象性，人们常常将光建模为其中一种。大多数的阴影模型将光看做均匀粒子粒子的合集，它们的表现就像打台球一样沿直线传播，当光线射向表面时，它会以相同的入射角反射。这些表面就像理想的镜子完美地反射光线。我们称之为"镜面反射"。 在现实中，大多数物体表现出另一种类型的反射。当一束光照射到表面时，它会分散在各个方向