課件第十一章第二課

1、 3、兩列光波的疊加P12r1r212E0E10E20干涉項(xiàng)：光矢量光強(qiáng)分布：P 非相干光： I =I1+I2 非相干疊加 完全相干光： 相長(zhǎng)干涉（明）（k = 0,1,2） 相消干涉（暗） (k = 0,1,2) p實(shí) 驗(yàn) 裝 置一 楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)光程差 減弱加強(qiáng)p相長(zhǎng)干涉（明）（k = 0,1,2） 暗紋明紋條紋移動(dòng) N = 4例題2 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，=500nm ，在一光路中插入玻璃片（n =1.5）后0點(diǎn)變?yōu)?級(jí)明紋中心。 求：玻璃片厚度e。解：光程差改變012.3 光的時(shí)空相干性一、光的非單色性1、理想的單色光2、實(shí)際光束： 準(zhǔn)單色光 = (E2-E1)/hE1E2能級(jí)躍遷輻射波列波

2、列長(zhǎng) L = c持續(xù)時(shí)間108s光強(qiáng)降到一半時(shí)曲線的寬度 譜線寬度 準(zhǔn)單色光：在某個(gè)中心波長(zhǎng)（頻率）附近有一定波長(zhǎng)（頻率）范圍的光。（1）自然寬度 EjEiEi 3、造成譜線寬度的原因（2） 多普勒增寬（3） 碰撞增寬 Ej二、非單色性對(duì)干涉條紋的影響0II0 + (/2) - (/2)二、非單色性對(duì)干涉條紋的影響設(shè)能產(chǎn)生干涉的最大級(jí)次為kM ，又則有 - (/2)合成光強(qiáng)x1234560123450I0II0 + (/2) + (/2) - (/2)三 、相干長(zhǎng)度與相干時(shí)間1、相干長(zhǎng)度兩列光波能發(fā)生干涉的最大光程差叫相干長(zhǎng)度。 ：中心波長(zhǎng)SS1S2c1c2b1b2a1a2 PS1S2Sc1c

3、2b1b2a1a2P才能發(fā)生干涉。波列長(zhǎng)度就是相干長(zhǎng)度：相干長(zhǎng)度能干涉不能干涉只有同一波列分成的兩部分，經(jīng)過(guò)不同的路程再相遇時(shí)，普通單色光：激光： （實(shí)際上，一般為10 -1 101m）（理想情況）光通過(guò)相干長(zhǎng)度所需時(shí)間叫相干時(shí)間。2、相干時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)衡量的。 光的單色性好，相干時(shí)間時(shí)間相干性也就好。時(shí)間相干性的好壞，就是用相干長(zhǎng)度M（波列長(zhǎng)度）或相干時(shí)間（波列延續(xù)時(shí)間）相干長(zhǎng)度和相干時(shí)間就長(zhǎng)，四、空間相干性的概念光源寬度對(duì)干涉條紋對(duì)比度的影響S1d /2S2RD光源寬度為 bb/2LMN0M0N0LI非相干疊加+1L1NxI合成光強(qiáng)Ix合成光強(qiáng)b增大xI合成光強(qiáng)0Nx+1L0M0L-1NS1

4、d /2S2RD光源寬度為 b0b0 /2LMN0M0N0LI非相干疊加+1L1N1、極限寬度當(dāng)光源寬度b增大到某個(gè)寬度b0時(shí)，紋剛好消失：干涉條D d ：R b0 、d ：b0稱為光源的極限寬度，x / 2+1Lr1d0DRr2r1r2單色光源b0 / 2xLM其計(jì)算如下：此時(shí)L端的一級(jí)明紋中心在一級(jí)明紋：為觀察到較清晰的干涉條紋通常取，得光源的極限寬度：由dDR極限寬度b0時(shí)，才能觀察到干涉條紋。當(dāng)光源寬度S1S2b0d0R相干孔徑角： 0 越小空間相干性越好。 在0 范圍內(nèi)的光場(chǎng)中，正對(duì)光源的平面上的任意兩點(diǎn)的光振動(dòng)是相干的。 普通單色光源分波面干涉受到光源寬度的限制，不受以上限制。 d

5、0 對(duì)光源中心的張角。存在條紋亮度和對(duì)比度的矛盾。而激光光源則2、相干孔徑角PLDC34E5A1B212.4 分振幅干涉 薄膜干涉 反射光的光程差加 強(qiáng)減 弱PLDC34E5A1B2相長(zhǎng)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 補(bǔ) 性 ，符合能量守恒定律.根據(jù)具體情況而定PLDC34E5A1B2等傾干涉一、點(diǎn)光源照明時(shí)的干涉條紋分析L fP0 r環(huán) ennn n rA CD21Siiii光束1、2的光程差：得 膜厚均勻（e不變）又B等傾條紋或明紋暗紋形狀：一系列同心圓環(huán)r環(huán)= f tg i條紋間隔分布：內(nèi)疏外密（為什么？）條紋級(jí)次分布：內(nèi)高外低波長(zhǎng)對(duì)條紋的影響：膜變厚，環(huán)紋擴(kuò)大：i相同的光線對(duì)應(yīng)同一條干涉條紋 等傾條紋即傾角當(dāng)k ( k) 一定時(shí)，i也一定，L fPor環(huán)iSi12 en nii n條紋的特點(diǎn)等傾條紋照片形狀：一系列同心圓環(huán)條紋間隔分布：內(nèi)疏外密條紋級(jí)次分布：內(nèi)高外低二 、面光源照明時(shí)，干涉條紋的分析 只要 i 相同，都將匯聚在同一個(gè)干涉環(huán)上（非相干疊加），因而明暗對(duì)比更鮮明。foennn n面光源Pr環(huán)ii觀察等傾條紋的光路和實(shí)驗(yàn)裝置inMLS f屏幕 對(duì)于觀察等傾條紋，沒(méi)有光源寬度