第二节光程差ppt课件

1、北极光北极光光干涉的必要条件一、如何获得相关波一、如何获得相关波将某时辰某一分子原子发出一列光波分为两列，如此两列波有能够再相遇，即可满足相关条件获得相关光的方法有波振面分割法和振幅分割法。获相干光波振面分割法杨氏双缝菲涅尔双镜洛埃镜干涉振幅分割法薄膜干涉劈尖干涉牛顿环干涉S21SS21SS 、满足相关条件满足相关条件相相遇遇区区分束安装分束安装衍射衍射薄膜薄膜上外表上外表下外表下外表12分束分束相遇相遇波振面分割法：使一束光波振面分割法：使一束光分割为两束相关光。不论分割为两束相关光。不论点或线光源的位相改点或线光源的位相改动如何频繁，同一波振面动如何频繁，同一波振面的这些光源的位相差一直的

2、这些光源的位相差一直不变，故为相关光。不变，故为相关光。振幅分割法：振幅分割法：利用物体两个利用物体两个外表对入射光外表对入射光的反射或折射，的反射或折射，将入射光的振将入射光的振幅其实是能幅其实是能量分解为假量分解为假设干部分，这设干部分，这些光波也互为些光波也互为相关光。相关光。二二. .光波的叠加光波的叠加1 110111cos()lEEtc2 220222cos()lEEtc21EEEP21222122EEEEEP21212EEIIIp光强光强P12l1l2当干涉项当干涉项 0221EE0221EE, 非相关叠加非相关叠加, 相关叠加相关叠加当干涉项当干涉项 21EE1 12 2010

3、212121cos()()2llEEtc1 12 21212cos()()lltc21 EE2102cos2121EEEE讨论讨论1 12 2010212121cos()()2t TtllEEtTc1 12 21212cos()()d0llttc1.非相关叠加非相关叠加021EE即即21IIIP)(21不恒定不恒定 021EE非相关叠加时非相关叠加时(1)(2)(3) cos 22121IIIII(1) 相长干涉明相长干涉明 2,k2121max2IIIIII(2) 相消干涉暗相消干涉暗 )12(,k 2121min2IIIIII2.相关叠加相关叠加021III04II 021III0I.,

4、,k3210., ,k32101212()llc假设假设假设假设相关条件相关条件:(1):(1)频率一样频率一样(2)(2)相位差恒定相位差恒定(3)(3)光矢量振动方向平行光矢量振动方向平行相关光源相关光源: :同一原子的同一次发光同一原子的同一次发光3.相关条件、相关光源相关条件、相关光源三、光程三、光程 引进光程可方便地计算相关光的相位差引进光程可方便地计算相关光的相位差例例: :相关光源相关光源 a b a b 初相一样初相一样 但到达场点但到达场点c c的过程中经过的介质不同的过程中经过的介质不同 如图如图bac解答：解答： c c点的干涉结果取决于点的干涉结果取决于 两相关光在两相

5、关光在c c点的相位差点的相位差c c点的干涉结果如何？点的干涉结果如何？ 11nl光线光线122nl光线光线2212122ll nn计算显得繁琐计算显得繁琐能否可以化简一下呢？能否可以化简一下呢？实践情况中往往给出的是该光实践情况中往往给出的是该光在真空中的波长在真空中的波长所以用真空中的波长所以用真空中的波长 将上式化简将上式化简2211uu光程是一个折合量，在相位改动一样的条件下，把光在光程是一个折合量，在相位改动一样的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程真空中真空中光波长光波长 )(22211221122lnlnll

6、光程差光程差1122lnln由光程差计算由光程差计算1S2Snn1l2lPd12)(2lnnddln相位差相位差光程光程 iiiln 1n2nin1l2lil多种介质多种介质 1光程光程 折射率与几何路程的乘积折射率与几何路程的乘积 等效真空路程等效真空路程bac11ln22ln讨论讨论2相位差相位差 = 光程差光程差( )2 真空中的波长真空中的波长四、点光源四、点光源 点光源点光源 是光源的一种理想模型是光源的一种理想模型 点光源中一切发光原子处于同一几何位置点光源中一切发光原子处于同一几何位置 在实现光的干涉过程中在实现光的干涉过程中 建立建立“点光源点光源的概念很重要的概念很重要尤其是用分波面法获取相关光时更重要尤其是用分波面法获取相关光时更重要 点光源模型可使我们更容易看到干涉花样点光源模型可使我们更容易看到干涉花样 特殊光源特殊光源-激光光源激光光源普通光源发光：自发辐射普通光源发光：自发辐射( (随机、间歇随机、间歇) )激光光源发光：受激辐射激光光源发光：受激辐射hEE12光放大光放大发出光