1.2由单色波叠加所形成的干涉花样.pptVIP

§1-2 由单色波叠加所形成的干涉花样 1.2.1 位相差和光程差： 振源振动 简谐波 以 传播 路程 以 传播 路程 讨论两列波的叠加归结为讨论两列波在相遇区域内各质点的合振动。 1、位相差 设两列波在 点相遇： 设： ，称为波数。 此项意义？ 仅由初位相差决定，相干光 常量 2、光程、光程差 · · a b n r ?? 介质 ?? ─ 介质中波长 ? ─真空中波长 为方便计算光经过不同介质时引起的位相差，引入光程的概念。 ? · · r a b 介质中， 、 两点的位相差： 真空中， 、 两点的位相差： 用同种光入射： 、 两点的距离均为 ，但 结论：光在介质中传播路程 r 和在真空中传播路程 nr 引起的位相差相同。 即光程把单色光在不同介质中的传播路程nr，折算成了该单色光在相等时间内在真空中的传播路程ct。 定义 为相遇点的光程差 定义 为光程 均匀介质： 常量 ， 常量 两相干光通过 介质 ，几何路程 介质 ，几何路程 在 点相遇 ? ─真空中波长 为介质中与光程差 相应的位相差 真空中 真空中 例： 计算图中光通过路程 r1 和 r2 在P点的相差。 n S1 S2 r1 r2 d P · 解： 1.2.2 干涉花样的形成 1、极值条件 若 或 则 干涉相长，振动加强 若 或 则 干涉相消，振动减弱 称为干涉条纹的级，注意级和条的区别 位相条件和光程差条件 2、干涉花样分布 讨论两波相遇区域各质点振动强度按空间的分布： 空间强度相同的点满足的条件为 常量 这些点在空间构成了以波源 和 为焦点的双叶旋转双曲面。 双曲面和光屏面DD’的交线 整个干涉花样在空间分布的大致轮廓 光程差相同时，干涉效果相同，形成同一极干涉条纹，（光强相同）所以干涉条纹的形状，是光程差相等点的空间轨迹。 注意:旋转双曲面与任意平面 的交线是一组双曲线，其 顶点在直线 上,双曲线即为平面 上的干涉条纹 3、干涉条纹顶点在直线 上的位置： 即观察的几何空间远远大于光的波长 作： 设 （近轴条件） （远场条件） 强 弱 强 弱 位置条件 强 弱 相邻两明条纹间距： 相邻两明、暗条纹间距相等，反映了干涉场中光强分布的周期性 条纹愈清晰） 红光入射的干涉条纹照片 讨论： ▲ 以上讨论对单色光进行 (1) 相邻两明、暗条纹等间距，各级明、暗条纹强度相等。 （相邻两明条纹间距） （相邻两暗条纹间距） 一定时 ， 一定时 (2)