课件第十一章第二课

1、 3、两列光波的叠加P12r1r212E0E10E20干涉项：光矢量光强分布：P 非相干光： I =I1+I2 非相干叠加 完全相干光： 相长干涉（明）（k = 0,1,2） 相消干涉（暗） (k = 0,1,2) p实 验 装 置一 杨氏双缝干涉实验光程差 减弱加强p相长干涉（明）（k = 0,1,2） 暗纹明纹条纹移动 N = 4例题2 杨氏双缝实验，=500nm ，在一光路中插入玻璃片（n =1.5）后0点变为4级明纹中心。 求：玻璃片厚度e。解：光程差改变012.3 光的时空相干性一、光的非单色性1、理想的单色光2、实际光束： 准单色光 = (E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射波列波

2、列长 L = c持续时间108s光强降到一半时曲线的宽度 谱线宽度 准单色光：在某个中心波长（频率）附近有一定波长（频率）范围的光。（1）自然宽度 EjEiEi 3、造成谱线宽度的原因（2） 多普勒增宽（3） 碰撞增宽 Ej二、非单色性对干涉条纹的影响0II0 + (/2) - (/2)二、非单色性对干涉条纹的影响设能产生干涉的最大级次为kM ，又则有 - (/2)合成光强x1234560123450I0II0 + (/2) + (/2) - (/2)三 、相干长度与相干时间1、相干长度两列光波能发生干涉的最大光程差叫相干长度。 ：中心波长SS1S2c1c2b1b2a1a2 PS1S2Sc1c

3、2b1b2a1a2P才能发生干涉。波列长度就是相干长度：相干长度能干涉不能干涉只有同一波列分成的两部分，经过不同的路程再相遇时，普通单色光：激光： （实际上，一般为10 -1 101m）（理想情况）光通过相干长度所需时间叫相干时间。2、相干时间的长短来衡量的。 光的单色性好，相干时间时间相干性也就好。时间相干性的好坏，就是用相干长度M（波列长度）或相干时间（波列延续时间）相干长度和相干时间就长，四、空间相干性的概念光源宽度对干涉条纹对比度的影响S1d /2S2RD光源宽度为 bb/2LMN0M0N0LI非相干叠加+1L1NxI合成光强Ix合成光强b增大xI合成光强0Nx+1L0M0L-1NS1

4、d /2S2RD光源宽度为 b0b0 /2LMN0M0N0LI非相干叠加+1L1N1、极限宽度当光源宽度b增大到某个宽度b0时，纹刚好消失：干涉条D d ：R b0 、d ：b0称为光源的极限宽度，x / 2+1Lr1d0DRr2r1r2单色光源b0 / 2xLM其计算如下：此时L端的一级明纹中心在一级明纹：为观察到较清晰的干涉条纹通常取，得光源的极限宽度：由dDR极限宽度b0时，才能观察到干涉条纹。当光源宽度S1S2b0d0R相干孔径角： 0 越小空间相干性越好。 在0 范围内的光场中，正对光源的平面上的任意两点的光振动是相干的。 普通单色光源分波面干涉受到光源宽度的限制，不受以上限制。 d

5、0 对光源中心的张角。存在条纹亮度和对比度的矛盾。而激光光源则2、相干孔径角PLDC34E5A1B212.4 分振幅干涉 薄膜干涉 反射光的光程差加 强减 弱PLDC34E5A1B2相长干涉（明）（k = 0,1,2） 透射光的光程差 注意：透射光和反射光干涉具有互 补 性 ，符合能量守恒定律.根据具体情况而定PLDC34E5A1B2等倾干涉一、点光源照明时的干涉条纹分析L fP0 r环 ennn n rA CD21Siiii光束1、2的光程差：得 膜厚均匀（e不变）又B等倾条纹或明纹暗纹形状：一系列同心圆环r环= f tg i条纹间隔分布：内疏外密（为什么？）条纹级次分布：内高外低波长对条纹的影响：膜变厚，环纹扩大：i相同的光线对应同一条干涉条纹 等倾条纹即倾角当k ( k) 一定时，i也一定，L fPor环iSi12 en nii n条纹的特点等倾条纹照片形状：一系列同心圆环条纹间隔分布：内疏外密条纹级次分布：内高外低二 、面光源照明时，干涉条纹的分析 只要 i 相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加），因而明暗对比更鲜明。foennn n面光源Pr环ii观察等倾条纹的光路和实验装置inMLS f屏幕 对于观察等倾条纹，没有光源宽度