普通物理11.2光的相干性光程和光程差

1、整理课件11.2 光的相干性光的相干性 光程和光程差光程和光程差 光波的叠加光波的叠加11.2.2 获得相干光的一般方法获得相干光的一般方法11.2.3 光程光程 光程差光程差整理课件11.2.1 光波的叠加光波的叠加P1s2s1r2r 和和 在在P点引起的光振动为点引起的光振动为 1s2s)cos()cos(22220221111011 crtEEcrtEE 212221221222122122EEEEEEEEEEEEEPPP整理课件)cos()cos(22221111020121 crtcrtEEEE crrtEE221121210201)()(cos21 crrt22112121cos

2、其中其中： 21212EEIIIP根据光强的定义根据光强的定义整理课件 上式第三项上式第三项 称为干涉项，称为干涉项，它决定两光波叠加的性质下面对干涉项它决定两光波叠加的性质下面对干涉项进行讨论：进行讨论： 212EE1. 非相干叠加非相干叠加 （1）当当 时，显然有时，显然有, 21EE 021 EE021 EE即干涉项为零即干涉项为零（2） 当当 时时21 整理课件 21 (3)当当 时时, ,初相差初相差( ( ）随时）随时间快速地、无规则地在区间间快速地、无规则地在区间 变化变化 21 20021 EE 21EE TttEET020121 crrt22112121)()(cos crr

3、t22112121)()(cos dt整理课件 综合上述综合上述: （1）两光矢量互相垂直两光矢量互相垂直; ; （2 2）两光波频率不相等两光波频率不相等; ; （3 3）两光波的初相差不恒定两光波的初相差不恒定.21IIIP 三种情况之一存在时，干涉项即为零三种情况之一存在时，干涉项即为零21IIIP 整理课件2. 相干叠加相干叠加 当当振动方向相同，频率相同，初相差振动方向相同，频率相同，初相差恒定恒定，则有则有： 相干波源相干波源两个频率相同、振动方向相两个频率相同、振动方向相同、具有恒定相位差的振源同、具有恒定相位差的振源. cos2212221AAAAA 112222rtrt复习复

4、习: 12122rr 整理课件 21EETEE20201 Tttcrrt)()(2cos2121 dtcrr )()(cos2121 crrEE)()(cos2121210201 整理课件 crrEEIIIP)()(cos2121020121 cos22121IIII crr)(2121 称为相位差称为相位差由式由式 得得2EI k2 , 2 , 1 , 0 k干涉相长干涉相长 , 2 , 1 , 0)12( kk 干涉相消干涉相消 整理课件干涉的条件是：干涉的条件是： （1）频率相同；）频率相同； （2）位相差恒定；）位相差恒定； （3）光矢量振动方向相同）光矢量振动方向相同11.2.2 获

5、得相干光的一般方法获得相干光的一般方法 把由光源上同一点发的光设法分出两部分，把由光源上同一点发的光设法分出两部分，使这两部分经过不同的路径后再相遇以产生使这两部分经过不同的路径后再相遇以产生叠加叠加 分波阵面法分波阵面法：从一个点光源（或线光源）从一个点光源（或线光源）发出的光波的波阵面上分离出两个点（或两条发出的光波的波阵面上分离出两个点（或两条线）线） 分振幅法分振幅法：是从一束光波中分出两束光波是从一束光波中分出两束光波整理课件11.2.3 光程光程 光程差光程差 设光的频率为设光的频率为 ，在媒质中的波长，在媒质中的波长为为 ，在真空中的波长为，在真空中的波长为 ，则，则 nncun

6、 n 如果两束光分别在折射率为如果两束光分别在折射率为 和和 的媒质中传播的媒质中传播 1n2n)(221121urur 1s1n2n2s1r2r整理课件如果一束光连续经过几种媒质，则如果一束光连续经过几种媒质，则 iiirnL 定义：光波在某一媒质中所经历的几何定义：光波在某一媒质中所经历的几何路程与这媒质的折射率的乘积为光程，用路程与这媒质的折射率的乘积为光程，用L表示，则：表示，则：nrL 假定假定 ，则，则： 21 121222nnrr )(21122rnrn 整理课件 引入光程这个概念的目的就是把媒质引入光程这个概念的目的就是把媒质中的问题折算到真空中来处理，这样只需中的问题折算到真空中来处理，这样只需知道真空中的波长即可求得相位差知道真空中的波长即可求得相位差 当我们用透镜观测干涉现象时，透