1.4干涉条纹的可见度--相干性.ppt

物理意义：a、当光程差 光波单色性越好（△λ越小）所允许的δmax越大，即在光程差比较大的地方也能观察到V高的条纹，δmax又称相干长度,(波列长度）L=δmax 两列相干光波在相遇点的光程差不得大于光波波列的长度。即： δL＝ δmax 若δ=0，则两列相干波几乎同时作用于相遇各点，完全重迭，条纹清晰。 若δ中等大小，则两列相干光波部分重迭. 若δ≥L=δmax则一列光波已过此点，另一列光波还未到达，两相干波不重迭，所以无干涉现象。 白光单色性最差（非单色性），所以只有在δ=0的地方附近才能看到白光干涉条纹 1.4.3.时间相干性： 1.定义：由单色光频宽△γ或△λ或者说由原子一次持续发光时间△t 所决定的光波的相干性称之为光源的时间相干性。 2.波列长度: 光源的单色性好，光源的谱线宽度△λ就小，波列长度就长，所允许的δmax就大,即在光程差比较大的地方，仍能观察到v值较高的干涉条纹，就说这种光源的时间相干性好。 考虑的是从同一发光点在同一次持续发生的时间△t内，不同时刻发出的同一波列上分出的两束光才是相干的。也即：两束相干光到达P点的相隔时间不得超过△t，光程差不得大于L 。原子持续发光时间△t越长，光源时间相干性越好。 1.4.5 空间相干性 普通光源的实际宽度范围必须满足 光源的不同地方，在同一时刻，发出的光波能否相干或相干程度如何的问题，故称光源空间相干性。 普通光源在同一时刻,不同部分发出的光波一般是空间不相干的，只有bbc的小范围内发出的光波才是空间相干的。但激光器不同部分发出的光波是空间相干的，所以激光的空间相干性比普通光源的空间相干性好得多,光源的空间相干性是指光源在多大尺度范围内发出的光波在空间会合后能形成干涉现象，光源的空间相干性是和光源大小相联系的概念。若bc大，则称光源的空间相干性好；若bc小，则称光源空间相干性差。普通光源的空间相干性是很差的，必须对光源的线度加以限制。 1.5 菲涅耳公式 1.5.1.菲涅耳公式： 约定： S分量正方向垂直于入射面向外（沿+y方向） P分量正方向，由 （传播方向）确定，在入射面内. 1.5.2.半波损失解释： 光波具有时空双重周期性: 1o时间周期性：在某一点，每经T振动状态复原，位相相同， 则 （△t与△φ关系） 2.产生半波损失的条件（情形） ⑴ 正入射: 1o正入射（i≈0）由光疏→光密介质(n1n2)的外反射，反射光矢量产生半波损失（共线反向） 2o正入射，由光密→光疏(n1n2)的内反射时，反射光矢量不产生半波损失，即在反射点，反射光矢量和入射光矢量成同向的振动。 3o正入射下，无论外反射，还是内反射，折射光永不产生半波损失. ⑵ 掠入射： 1o大角掠射：由光疏→光密(n1n2)外反射时，产生半波损失。 2o大角掠射：由光疏→光密(n1n2)内反射时，产生半波损失。 3o大角掠射不论什么情形，折射光不产生半波损失。 3.光在介质膜干涉中的附加光程差 折射率为n2的介质膜置于折射率为n1的介质中，光入射到介质膜上，后面要讲到，在介质膜干涉中，相干光的有效光程差δ将决定干涉效果. 光程=几何路径×n 产生附加光程差的普遍原则： ⑴若光在两个介质界面上反射时的物理性质不同（一面是外反射，另一个面是内反射，则称反射时的物理性质不同）则两反射相干光之间或两透射相干光之间产生附加光程差。 ⑵若光在两个介质界面上反射时物理性质相同（一个面是外反射，另一个面也是外反射，则称反射时物理性质相同）,则两反射相干光或两透射相干光之间不产生附加光程差。 对同介质膜而言，若反射光无附加光程差δ=0，则透射光存在附加光程差，δ=λ/2， 反之亦然。 注意：在概念上不要把附加光程差和半波损失混为一谈，附加光程差是指两反射相干光或两透射光之间的位相关系，它是由于光在各反射点位相跃变引起的；而半波损失是指在反射点，反射光和入射光之间的位相关系，两者在概念上不是一回事。 干涉条纹的可见度降为零时的干涉级为: 物理意义：a、当光程差 光波单色性越好（△λ越小）所允许的δmax越大，即在光程差比较大的地方也能观察到V高的条纹，δmax又称相干长度,(波列长度）L=δmax。 两列相干光波在相遇点的光程差不得大于光波波列的长度。即：δL＝ δmax 若δ=0，则两列相干波几乎同时作用于相遇各点， 完全重迭，条纹清晰。 若δ中等大小，则两列相干光波部分重迭； 若δ≥L0=δmax则一列光波已过此点，另一列光波还未到达，两相干波不重迭，所以光干涉现象。 b.白光单色性最差（非单色性），所以只有在δ=0的地方附近才能看到白光干涉条纹 1.5.3.时间相干性： 1.定义：由单色光频宽△γ或△λ或者说由原子一次持续发光时间△t 所决定的