光的干涉ppt课件(名校)概要.ppt

电磁波的电场强度E、磁场强度H都和传播方向垂直，因而电磁波是横波。 光强 检测仪器探测到的光强定义为一个平均值的原因 响应时间：能够被感知或被记录所需的最短时间 人眼的响应时间： 最好的仪器的响应时间大约：2ps 光波的振动周期： 人眼和接收器只能感知光波的平均能流密度 有实际意义的是光波的平均能流 1.1.3 机械波的独立性和相干性 波的独立性 两列或多列波在空间相遇,相遇以后如果可以保持自己的特性(频率,振幅和振动方向等),按照自己原来的传播方向继续前进,彼此不受影响. 波的叠加性 在相遇区域内,介质指点的合位移是各波分别单独传播时在该点所引起的位移的矢量和. 波的独立性是叠加性的前提 波的叠加原理与独立传播定律一样,适用性是有条件的：(1)介质的性质(2)波的强度 1.1.4干涉现象是波动的特性 由观察结果确定：光在物质中传播时能量从物质的一部分迁移到另一部分。这种迁移可以依靠波动，也可能依靠移动着的微粒。 波动的特征：能量以振动的形式在物质中依次转移，物质本身并不随波移动。 如果依靠微粒来迁移能量时，能量随微粒一起移动 凡强弱按一定分布的干涉图样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠、最有力的实验证据 光波是一种电磁波,它是矢量横波,需要用两个矢量场来描述: 在几乎同一直线上的同频率的两电磁振动叠加时,需要区分两种情况: (1)相位差始终保持不变:可在较长时间内观察到干涉现象.此时的两振动是相干的 (2)两振动的相位差在观察时间内无规则地改变,不出现干涉现象.通常称这种振动为不相干的 对于多光束的叠加可类似处理 两波在P点相位差: 波场中强度取极大和极小的条件 当观察屏垂直于P0N时,在观察屏上强度相等的点的轨迹是一组双曲线,为光屏面与上述双叶旋转双曲面的交线.顶点在DD’上,下面确定顶点的位置 在近轴和远场近似条件下, 相邻两条强度极大(或极小)值的条纹的顶点之间的距离为 1.3 分波面双光束干涉 一、 光源和机械波源的区别 1. 2. 机械波源、光源 区别 二、获得稳定干涉图样的条件 典型的干涉实验 1. 获得稳定干涉图样的条件 ： 从同一批原子发射出来经过不同光程的两列光波。 2.干涉的分类： 杨氏双缝干涉实验光路 半波损失： 光程差：　　　 条纹特点：Ｍ`处为暗纹，干涉条纹仅在Ｍ`一侧 （无损则应为亮纹）（其它都是对称分布于两侧） *4.维纳驻波实验： 驻波：振幅相同而传播方向相反的两列简谐相干波叠加得到的振动。 条纹间距： 特点：驻波也有 “半波损失” 。 关于干涉条纹的移动 在干涉装置中, 除了要注意干涉条纹的静态分布,还要关心它们的移动和变化,因为光的干涉的许多应用都与条纹的变动有关. 引起条纹移动的原因:(1)光源的移动,(2)装置结构的改变,(3)光路中介质的变化. 研究方法： (1)固定干涉场中的一个点P,观察有多少条纹移过此点. (2)跟踪干涉场中某级条纹,看它的移动方向以及移动的距离. 第一种方法：移过某个固定点干涉条纹的数目N,决定于该点两相干光线之间的光程差 的变化.当光程差 改变一个波长时,便有一根干涉条纹移过该点. 第二种方法：研究某一特定条纹（如零级条纹）移动的情况,则须探究具有给定光程差场点的去向. 杨氏干涉装置因光源的移动引起干涉条纹的变动. 作 业1 阅读：P 1-25 习题：P63 1、2、3、4 、5 1.4 干涉条纹的可见度 光波的时间相干性和空间相干性 一、干涉条纹的可见度（对比度、反衬度） 影响因素很多，主要是振幅比。 二、 光源的非单色性对干涉条纹的影响 当波长为（?-??/2）的第j级暗纹与波长为?的第ｊ级亮纹重合时，Ｖ→０。 即：?＝j?=（?-??/2）(j+1/2) ， j?=j?-j??/2+ ?/2+ ??/4 *三、 时间相干性——（光场的）纵向相干性 能产生干涉要求的最大光程差应等于波列的长度，即： ??小→Ｌ长 四、光源的线度对干涉条纹的影响　 *五、空间相干性——横向相干性 *1.5 菲涅耳公式 一、菲涅耳公式 A 1 、 A1‘ 、 A2 入射角 i1 平行分量：p A p1 、Ap1 、 Ap2 反射角i1 垂直分量：s As1 、 As1 、 As2 折射角 i2 入射波、反射波、折射波振幅 则： 二