大学物理光的干涉ppt课件

1、光光 学学 概概 述述一一. .光的机械微粒学说光的机械微粒学说(17(17世纪世纪-18-18世纪末世纪末) )代表：牛顿代表：牛顿对立面：惠更斯对立面：惠更斯-动摇说动摇说分歧的焦点：光在水中的速度分歧的焦点：光在水中的速度vv 水水空空气气vv 水水空空气气18501850年佛科年佛科FoucauldFoucauld测定测定vv 水水空空气气微粒说开场瓦解微粒说开场瓦解二二. .光的机械动摇说光的机械动摇说(19(19世纪初世纪初-后半世纪后半世纪) )二二. .光的机械动摇说光的机械动摇说1919世纪初世纪初-后半世纪后半世纪 英国人托马斯英国人托马斯. .杨杨(T.Young)(T.

2、Young)和法国人菲涅尔和法国人菲涅尔(A.T.Fresnel)(A.T.Fresnel)经过干涉、衍射、偏振等实验证经过干涉、衍射、偏振等实验证明了光的动摇性及光的横波性。明了光的动摇性及光的横波性。性质：弹性机械波，在机械以太中传播。性质：弹性机械波，在机械以太中传播。三三. .光的电磁说光的电磁说1919世纪的后半期世纪的后半期-1919世纪后半期世纪后半期MaxwellMaxwell建立电磁实际，提出了建立电磁实际，提出了光的电磁性，光的电磁性，18871887年赫兹用实验证明。年赫兹用实验证明。性质：电磁波在电磁以太中传播性质：电磁波在电磁以太中传播四四. .光的量子说光的量子说2

3、020世纪初世纪初- 电磁动摇说在解释电磁动摇说在解释“热幅射实验及热幅射实验及“光光电效应等实验遇到困难。电效应等实验遇到困难。 1900 1900年普朗克提出了年普朗克提出了“热幅射量子实际，热幅射量子实际，爱因斯坦提出了光子实际，将光看成一束粒子爱因斯坦提出了光子实际，将光看成一束粒子流与电磁动摇说相抗衡流与电磁动摇说相抗衡 二者各自统治着自已的领域。二者各自统治着自已的领域。 1924 1924年法国人德布罗意年法国人德布罗意De.Broglie)De.Broglie)大胆大胆提出了提出了“物质波的概念，尔后薛定谔、海森物质波的概念，尔后薛定谔、海森伯等人创建了量子力学，又将二者一致同

4、来。伯等人创建了量子力学，又将二者一致同来。 光是一个复杂的客体，它的本性只能经过它光是一个复杂的客体，它的本性只能经过它的表现来确定。它的某些方面象波而另一方面的表现来确定。它的某些方面象波而另一方面象微粒波粒二象性。但它既不是经典的波，象微粒波粒二象性。但它既不是经典的波，也不是经典的微粒，也不是二者的混合体。也不是经典的微粒，也不是二者的混合体。“山重水复疑无路，柳暗花明又一村山重水复疑无路，柳暗花明又一村分类：分类：1 1几何光学几何光学-研讨光的直线传播及光学仪器的研讨光的直线传播及光学仪器的 制造；制造；2 2动摇光学动摇光学-研讨光的动摇性；研讨光的动摇性；3 3量子光学量子光学

5、-研讨光与物质的相互作用。研讨光与物质的相互作用。 从从2020世纪世纪5050年代起，出现了年代起，出现了“相关光学、相关光学、“纤维光学、纤维光学、“全息光学与全息技术全息光学与全息技术.它是既年轻又古老的科学，也是现代技术的根底它是既年轻又古老的科学，也是现代技术的根底光学的开展仍可用光学的开展仍可用“方兴未艾，出路无量来描方兴未艾，出路无量来描画画 复习复习 波的干涉波的干涉1. 1. 相关条件相关条件 同频率、同振动方向、相位差恒定同频率、同振动方向、相位差恒定2. 2. 相长与相消干涉条件相长与相消干涉条件 加强加强 2k (21)k 减弱减弱 第第1414章章 光的干涉光的干涉1

6、4.1 14.1 相关光及其获得相关光及其获得 14.2 14.2 光程光程 光程差光程差14.3 14.3 分割波面法产生的光的干涉分割波面法产生的光的干涉 14.4 14.4 分割振幅法产生的光的干涉分割振幅法产生的光的干涉 14.5 14.5 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 * * 14.6 14.6 干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度 时间相关性与空间相关性时间相关性与空间相关性 14.1 14.1 相关光及其获得相关光及其获得一一. .光矢量、光强度光矢量、光强度二二. .光源、热光源的特点光源、热光源的特点三三. .光波的叠加光波的叠加相关叠加与非相关叠加相关叠加与非相关叠加四四. .

7、相关光：同频率、同振动方向、相位相关光：同频率、同振动方向、相位差恒定差恒定 五五. .相关光的获得相关光的获得 1)1)分波阵面法分波阵面法 2)2)分振幅法分振幅法14.2 14.2 光程光程 光程差光程差 一一. .问题的提出问题的提出二二. .光程光程三三. .干涉加强与干涉减弱的条件干涉加强与干涉减弱的条件四四. .透镜的等光程性透镜的等光程性 在光路中引入透镜不产生附加的光程差在光路中引入透镜不产生附加的光程差 k 明明 (1,2,)k 2k 明明(21)k 暗暗(21)2k 暗暗iin r 14.3 14.3 分割波面法产生的光的干涉分割波面法产生的光的干涉一一. .杨氏双缝干涉

8、杨氏双缝干涉 明暗纹位置明暗纹位置二二. . 菲涅尔双面镜菲涅尔双面镜三三. . 洛埃镜实验洛埃镜实验1S2S1r2r xPOD2a0,1,22(21)1,2,(4DkkaxDkka ( (明)明)暗)暗)/(2 )xDa 干涉条纹的间距干涉条纹的间距例例1 1：双缝干涉中，双缝间距：双缝干涉中，双缝间距d=0.5mmd=0.5mm，双缝至，双缝至屏的间隔屏的间隔 为为 D=25cmD=25cm，假设光源是由波长，假设光源是由波长 为为400nm 400nm 和和600nm 600nm 的两种单色光组成，那么：的两种单色光组成，那么：1.1.干涉条纹间距分别为多少？干涉条纹间距分别为多少？2.

9、2.距中央明纹多远处两种光线的亮纹第一次重距中央明纹多远处两种光线的亮纹第一次重合，各为第几级？合，各为第几级？ Dxd 解：解：1.2. 第一次第一次 重合重合121kk2211kk 例例2 2：双缝干涉中，入射光波长为：双缝干涉中，入射光波长为，双缝至，双缝至屏的间隔屏的间隔 为为D D，在一缝后放一厚为，在一缝后放一厚为b b的透明薄的透明薄膜，此时中央明纹处仍为明纹，求该明纹的干膜，此时中央明纹处仍为明纹，求该明纹的干涉级涉级(1)nkb nbb 解：解：(1)nb k S1S2dDXOPx1r2rnbO例例3 3：在杨氏双缝实验中，当作如下调理时，：在杨氏双缝实验中，当作如下调理时，

10、察看屏上的干涉条纹将如何变化并阐明理由察看屏上的干涉条纹将如何变化并阐明理由 1). 2a 1). 2a 不变，不变，D D 减小；减小； 2).2).单色光源单色光源S S 变成复色缝光源变成复色缝光源 ； 3).3).用一云母片盖住任一个缝用一云母片盖住任一个缝 ； 4).4).整个双缝实验安装放入水中整个双缝实验安装放入水中 2Dxa 2Dxka 明明复习：复习： 14-114-1，2 2，3 3预习：预习： 14-414-4作业：作业： 练习十二练习十二 例例3 3：在杨氏双缝实验中，：在杨氏双缝实验中，当作如下调理时，察看屏当作如下调理时，察看屏上的干涉条纹将如何变化上的干涉条纹将如

11、何变化并阐明理由并阐明理由 1).2a 1).2a 不变，不变，D D 减小；减小； 2).2).单色光源单色光源S S 变成复色缝光源变成复色缝光源 ； 3).3).用一云母片盖住任一个缝；用一云母片盖住任一个缝； 4).4).整个双缝实验安装放入水中整个双缝实验安装放入水中 2Dxa 2Dxka 明明1S2S1r2r xPOD2a第第1414章章 光的干涉光的干涉14.1 14.1 相关光及其获得相关光及其获得 14.2 14.2 光程光程 光程差光程差14.3 14.3 分割波面法产生的光的干涉分割波面法产生的光的干涉 14.4 14.4 分割振幅法产生的光的干涉分割振幅法产生的光的干涉

12、 14.5 14.5 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 * * 14.6 14.6 干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度 时间相关性与空间相关性时间相关性与空间相关性 14.1 14.1 相关光及其获得相关光及其获得一一. .光矢量、光强度光矢量、光强度二二. .光源、热光源的特点光源、热光源的特点三三. .光波的叠加光波的叠加相关叠加与非相关叠加相关叠加与非相关叠加四四. .相关光：同频率、同振动方向、相位相关光：同频率、同振动方向、相位差恒定差恒定 五五. .相关光的获得相关光的获得 1)1)分波阵面法分波阵面法 2)2)分振幅法分振幅法14.2 14.2 光程光程 光程差光程差 一一. .问题的

13、提出问题的提出二二. .光程光程三三. .干涉加强与干涉减弱的条件干涉加强与干涉减弱的条件四四. .透镜的等光程性透镜的等光程性 在光路中引入透镜不产生附加的光程差在光路中引入透镜不产生附加的光程差 k 明明 (1,2,)k 2k 明明(21)k 暗暗(21)2k 暗暗iin r 14.3 14.3 分割波面法产生的光的干涉分割波面法产生的光的干涉一一. .杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉二二. .菲涅尔双面镜菲涅尔双面镜三三. .洛埃镜实验洛埃镜实验1S2S1r2r xPOD2a0,1,22(21)1,2,34DkkaxDkka （明明）（暗暗）/(2 )xDa 明暗纹位置明暗纹位置干涉条纹的间距干

14、涉条纹的间距14-4 分割振幅法产生的光的干涉分割振幅法产生的光的干涉薄薄膜膜干干涉涉P1n1n2n1M2MeLiDC34E5A1B212nn 22cos2en 222212sin2e nni 14-4 分割振幅法产生的光的干涉分割振幅法产生的光的干涉一一. . 薄膜干涉最典型薄膜干涉最典型讨论：讨论：222212sin2e nni ( )=(21)()2kk 明明暗暗1.i 1.i 恒定，那恒定，那么么( )e 等倾干涉等倾干涉等厚干涉等厚干涉2.e 2.e 恒定，那恒定，那么么( ) i 1,2,3,.k 问题：问题：k k 能取能取0 0 吗？吗？14-4 分割振幅法产生的光的干涉分割振

15、幅法产生的光的干涉一一. . 薄膜干涉最典型薄膜干涉最典型二二. . 等厚干涉等厚干涉222212sin2e nni ( )=(21)()2kk 明明暗暗1.1.劈尖干涉劈尖干涉 设每一干涉条纹对应的薄膜厚度分别为：设每一干涉条纹对应的薄膜厚度分别为：123.ke e ee222en (21)2k k =1.2.3.k 明纹明纹暗纹暗纹(1)1n 1.1.劈尖干涉劈尖干涉sin0i ke1kel如条纹间间隔如条纹间间隔 为为l由明纹公式：由明纹公式：kkeel1sin(2) 1(2221knek(4)knek222(3)212neekk(5)(4)(4)式式-(3)-(3)式式: :代入代入2

16、 2：22sinln ke1kellA A劈尖的等厚干涉条纹是等间距的劈尖的等厚干涉条纹是等间距的结论：结论：B B劈尖的棱角劈尖的棱角 越小，条纹间距越宽越小，条纹间距越宽 C C,l 光波波长越长，条纹间距越大光波波长越长，条纹间距越大劈尖干涉的运用：劈尖干涉的运用：22sinln 被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体1)1)检查平面与直角：检查平面与直角：被检体被检体被检体被检体标标准准角角规规标标准准角角规规2 2丈量微小厚度和微小厚度变化丈量微小厚度和微小厚度变化1)1)检查平面与直角：检查平面与直角：22sinln dlsindtgL LdLtg 用测微显微镜测出用测微

17、显微镜测出L L、l l，即可得到，即可得到d d纸纸n2=12Ll sinL 2 2丈量微小厚度和微小厚度变化丈量微小厚度和微小厚度变化 薄膜厚度添加时，条纹下移，厚度减小时薄膜厚度添加时，条纹下移，厚度减小时条纹上移。条纹上移。 薄膜的薄膜的 添加时，条纹下移，添加时，条纹下移， 减小时减小时条纹上移。条纹上移。显然，从视场中挪动了显然，从视场中挪动了m m个个条纹，薄膜厚度改动了：条纹，薄膜厚度改动了：2em 2 2丈量微小厚度和微小厚度变化丈量微小厚度和微小厚度变化14-4 分割振幅法产生的光的干涉分割振幅法产生的光的干涉一一. . 薄膜干涉最典型薄膜干涉最典型二二. . 等厚干涉等厚

18、干涉222212sin2e nni ( )=(21)()2kk 明明暗暗1.1.劈尖干涉劈尖干涉122kkeen 2=2sinln 条纹为平行于棱边明暗条纹为平行于棱边明暗相间等间隔的直条纹，相间等间隔的直条纹，棱边处棱边处(e=0)为暗纹为暗纹2.2.增透与增反增透与增反 问题：组合透镜中，反射光能损失问题：组合透镜中，反射光能损失2020左右左右处理方法：在透镜外表镀膜处理方法：在透镜外表镀膜 e11.0n 21.38n 31.50n 增反：增反：220,1n ekk 增透增透(减反减反)：22(21)0,12n ekk 可由此波长可由此波长推出要镀膜推出要镀膜的厚度的厚度？思索：计算光程

19、差时，？思索：计算光程差时，什么情况下要加上什么情况下要加上2 3.3.牛顿环牛顿环A-A-曲率半径很大的凸透镜曲率半径很大的凸透镜1)1)安装：安装：B-B-平面光学玻璃平面光学玻璃AB干涉图样：干涉图样：半反半反射镜射镜显显微微镜镜r随着随着r的添加而变密！的添加而变密！krRORO2)2)定量分析定量分析ke垂直入射时的干涉条件垂直入射时的干涉条件22=(21)22ke nk 22=2ke nk 2=2kek 明纹明纹(1)(1)2=(21)/ 22kek 暗纹暗纹(2)(2)krn=1 中，中，n2 = 1n2 = 1krOROkekrn=12=2kek 明纹明纹(1)2=(21)/

20、22kek 暗纹暗纹(2)222=()kkrRRe 2=2Rekke 22Rekke 22kkreR kr (21)2kR kR 1.2.3.k 0.1.2.3.k 明环明环暗环暗环代入代入1 1、2 2式：式： 3)3)讨论：讨论： r = 0 r = 0 的地方，是零级暗纹；的地方，是零级暗纹； 条纹不是等间距的，越外越小条纹不是等间距的，越外越小 1(1)kkrrkRkR 1( (1)kkR kr (21)2kR kR 1.2.3.k 0.1.2.3.k 明环明环暗环暗环 kr 白光入射时将出现白光入射时将出现由紫到红的彩色条纹由紫到红的彩色条纹kr (21)2kR kR 1.2.3.k

21、 0.1.2.3.k 明环明环暗环暗环 3)3)讨论：讨论： r = 0 r = 0 的地方，是零级暗纹；的地方，是零级暗纹； 条纹不是等间距的，越外越小条纹不是等间距的，越外越小 中间填充介质，仍有一条光线有半波损失中间填充介质，仍有一条光线有半波损失 n 4)4)运用：运用：1 1丈量光波长；丈量光波长；2 2检查平面玻璃能否平坦，检查平面玻璃能否平坦， 凹透镜的曲率能否付合要求凹透镜的曲率能否付合要求被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体规范透镜规范透镜例例1.1.牛顿环的牛顿环的R R4.5m4.5m，第，第k k级暗环半径级暗环半径第第k+5k+5级暗环半径级暗环半径4.9

22、50,krmm 56.065,krmm 求：入射光波长及求：入射光波长及条纹级数条纹级数 k = ?k = ?例例2.2.将平面玻璃片覆在平将平面玻璃片覆在平凹柱面透镜的凹面上凹柱面透镜的凹面上 1)1)假设单色平行光垂直照射假设单色平行光垂直照射，从反射光中察看景象，从反射光中察看景象，试阐明干涉条纹的外形及试阐明干涉条纹的外形及其分布情况；其分布情况； 1500nm 2)2)当照射光波长当照射光波长 A时，平凹透镜中央时，平凹透镜中央 A A处是暗的，然后延续改动照射光波波长直到处是暗的，然后延续改动照射光波波长直到波长变为波长变为 2600nm 时，时，A A处又重新变暗，处又重新变暗，

23、求求A A处平面玻璃片和柱面之间空气隙的高度处平面玻璃片和柱面之间空气隙的高度 复习：复习： 14-414-4预习：预习： 14-514-5，* *6 6作业：作业： 练习十三练习十三 第第1414章章 光的干涉光的干涉14.1 14.1 相关光及其获得相关光及其获得 14.2 14.2 光程光程 光程差光程差14.3 14.3 分割波面法产生的光的干涉分割波面法产生的光的干涉 14.4 14.4 分割振幅法产生的光的干涉分割振幅法产生的光的干涉 14.5 14.5 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 * * 14.6 14.6 干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度 时间相关性与空间相关性时间相关性与空

24、间相关性 相关光的获得相关光的获得1.1.分波阵面法分波阵面法 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉2.2.分振幅法分振幅法222212sin2e nni ( )=(21)()2kk 明明暗暗反射，反射，n2 n2 最大最大或最小时或最小时 i 恒定，恒定，( )e 等厚干涉等厚干涉等倾干涉等倾干涉e 恒定，恒定，( ) i 等厚干涉等厚干涉1.1.劈尖干涉劈尖干涉122kkeen 2=2sinln 条纹为平行于棱边明暗相间等间隔的条纹为平行于棱边明暗相间等间隔的直条纹，棱边处直条纹，棱边处(e=0)为暗纹为暗纹2.2.增透与增反增透与增反 增反：增反：220,1n ekk 增透增透(减反减反)：22(2

25、1)0,12n ekk 3.3.牛顿环牛顿环kr (21)2kR kR 1.2.3.k 0.1.2.3.k 明环明环暗环暗环 kr 白光入射时将出现白光入射时将出现由紫到红的彩色条纹由紫到红的彩色条纹 r = 0 r = 0 的地方，是零级暗纹；的地方，是零级暗纹； 条纹不是等间距的，越外越小条纹不是等间距的，越外越小 中间填充介质，仍有一条光线有半波损失中间填充介质，仍有一条光线有半波损失 n 4)4)运用：运用：1 1丈量光波长；丈量光波长；2 2检查平面玻璃能否平坦，检查平面玻璃能否平坦， 凹透镜的曲率能否付合要求凹透镜的曲率能否付合要求被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体被检体规

26、范透镜规范透镜例例1.1.牛顿环的牛顿环的R R4.5m4.5m，第，第k k 级暗环半径级暗环半径第第k+5 k+5 级暗环半径级暗环半径4.950,krmm 56.065,krmm 求：入射光波长及求：入射光波长及条纹级数条纹级数 k = ?k = ?2255kkrrR 22255kkkrkrr 例例2.2.将平面玻璃片覆在平将平面玻璃片覆在平凹柱面透镜的凹面上凹柱面透镜的凹面上 1)1)假设单色平行光垂直照射假设单色平行光垂直照射，从反射光中察看景象，从反射光中察看景象，试阐明干涉条纹的外形及试阐明干涉条纹的外形及其分布情况；其分布情况； 1500nm 2)2)当照射光波长当照射光波长

27、A时，平凹透镜中央时，平凹透镜中央 A A处是暗的，然后延续改动照射光波波长直到处是暗的，然后延续改动照射光波波长直到波长变为波长变为2600nm 时，时，A A处又重新变暗，处又重新变暗，求求A A处平面玻璃片和柱面之间空气隙的高度处平面玻璃片和柱面之间空气隙的高度 例例3. 3. 在一干净的玻璃片上放一滴油，当油滴展在一干净的玻璃片上放一滴油，当油滴展开成油膜时，在开成油膜时，在=600nm=600nm的单色光垂直照射的单色光垂直照射下，从反射光中察看到油膜所构成的干涉条下，从反射光中察看到油膜所构成的干涉条纹，假设纹，假设n n油油=1.2, n=1.2, n玻玻=1.5, =1.5,

28、求：求：1)1)当油膜中的最高点与玻璃上外表相距当油膜中的最高点与玻璃上外表相距H=1200nmH=1200nm时，试描画所察看到的条纹特时，试描画所察看到的条纹特征征 2)2)油膜扩展时，条纹如何变化？油膜扩展时，条纹如何变化？14-5 14-5 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪 一一. .构造及光路图构造及光路图S透镜透镜半涂银镜半涂银镜补偿透镜补偿透镜反射镜反射镜眼或望远镜眼或望远镜M1M2G1G2LEM1光源光源二二. .干涉原理干涉原理ESM1M2G1G2L2/2n l ( )=(21)()2kk 明明暗暗当当M2M2挪动半个波长时挪动半个波长时光程差改动一个波长光程差改动一个波长 视场

29、中将看到视场中将看到一条条纹移过一条条纹移过当视场中看到当视场中看到N N条条纹移过时，条条纹移过时，M2M2平移的间隔平移的间隔 为：为：2dN 2 d 三三. .运用运用 丈量微小长度的变化丈量微小长度的变化 丈量光波波长丈量光波波长 测折射率测折射率 n另外，根据迈克尔逊干涉仪原理开展出了多另外，根据迈克尔逊干涉仪原理开展出了多种适宜不同要求的光学干涉仪。如：种适宜不同要求的光学干涉仪。如：显微干涉仪显微干涉仪(测定外表光洁度测定外表光洁度)法布里法布里-珀罗干涉仪珀罗干涉仪(测定光谱线波长测定光谱线波长)气体检测干涉仪测矿井瓦斯或潜水艇中气体检测干涉仪测矿井瓦斯或潜水艇中CO2含量含量

30、还有泰曼干涉仪、马赫还有泰曼干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等曾德尔干涉仪等 2dN N 历史上迈克尔逊曾用此干历史上迈克尔逊曾用此干涉仪测定红隔线的波长：涉仪测定红隔线的波长：6438.4696CdA 150C.1atm的枯燥空气中的枯燥空气中1927年国际会议规定：年国际会议规定：11553164.13Cdm 11650763.73Krm 1983年国际年国际17届计量届计量会议规定：会议规定：1299792458cms 1960年国际会议规定：年国际会议规定：光速光速例：迈克尔逊干涉仪两臂中分别参与例：迈克尔逊干涉仪两臂中分别参与20cm20cm长的长的玻璃管，一个抽成真空，一个充以一个大气压

31、玻璃管，一个抽成真空，一个充以一个大气压的氩气，今以汞光线的氩气，今以汞光线=546nm=546nm入射干涉仪，入射干涉仪，如将氩气抽出，发现干涉仪中条纹挪动了如将氩气抽出，发现干涉仪中条纹挪动了205205条条，求氩气的折射率。，求氩气的折射率。ESM1M2G1G2L2(1)nlN 1/2nkl 7205 5.46 102 0.20 解：解：30.28 10 1.00028n llN 复习：复习： 第十四章第十四章预习：预习： 15-115-1，2 2作业：作业： 练习十四练习十四 * *14-6 14-6 时间相关性和空间相关性时间相关性和空间相关性 (Temporal Coherence

32、 and Spatial (Temporal Coherence and Spatial Coherence )Coherence )一一. .干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度 S1S2dDXO1r2r1.1.单色光入射时，只能在中央条纹附近看到单色光入射时，只能在中央条纹附近看到 有限的为数不多的有限的为数不多的 几条干涉条纹几条干涉条纹2 2单缝或双缝宽度单缝或双缝宽度增大时，干涉条纹增大时，干涉条纹变得模糊起来变得模糊起来 S1S2dDXO为什么？为什么？2. 可见度：可见度：1 1光的干涉除满足同频率、同振动方向、光的干涉除满足同频率、同振动方向、 相位差恒定以外，还要满足：相位差恒定

33、以外，还要满足：光程差：光程差： L ( L (相关长度相关长度) )光源线度：光源线度：b 2 2光的时间相关性是思索光波纵向传播的光的时间相关性是思索光波纵向传播的 相关性问题；光的空间相关性是思索光的相关性问题；光的空间相关性是思索光的 横向传播的相关性问题。横向传播的相关性问题。maxminmaxminIIVII 时间相关性时间相关性空间相关性空间相关性二二. . 时间相关性时间相关性XOS1S2dD 指由原子一次发光所继续的时间来确定的光的指由原子一次发光所继续的时间来确定的光的相关性问题相关性问题- -原子发光时间越长，察看到清楚的原子发光时间越长，察看到清楚的干涉条纹就越多，时间

34、相关性就越好。干涉条纹就越多，时间相关性就越好。1r2r1)1)两波列的光程差为零两波列的光程差为零12()rr 可产生可产生相关叠相关叠加加XOS1S2dD1r2r2)2)两波列的光程差较小，小于波列长度两波列的光程差较小，小于波列长度21()rrL 能参与产生相关叠加的波列长度减小能参与产生相关叠加的波列长度减小干涉条纹干涉条纹变模糊了变模糊了！P假设是明纹，那么明纹不亮；假设是暗纹；暗纹不暗假设是明纹，那么明纹不亮；假设是暗纹；暗纹不暗缘由：缘由：XOS1S2dD1r2r3)3)两波列的光程差较大，大于波列长度两波列的光程差较大，大于波列长度21()rrL 波列不能在波列不能在P P点叠

35、加产生干涉。点叠加产生干涉。干涉条干涉条纹消逝纹消逝了！了！缘由：缘由：P此乃高干涉级条纹看不清或消逝的缘由之一此乃高干涉级条纹看不清或消逝的缘由之一L 结论：产生光的干涉还须加一附加条件：结论：产生光的干涉还须加一附加条件：Lct 4 4相关时间与谱线宽度有如下关系：相关时间与谱线宽度有如下关系：I0/2I01221 2L 谱线宽度谱线宽度 可见，光的单色性越好，光的相关长度就可见，光的单色性越好，光的相关长度就越长，光的时间相关性也就越好越长，光的时间相关性也就越好谱线中心波长谱线中心波长几种物质的波长、线宽及波列长度几种物质的波长、线宽及波列长度)(A)(A)(mL发光物质发光物质aN58935889。965895。93 0.13.410-2gH5460.73 0.1310-2eeNH 激光激光6328 1010-7 40103