大学物理学 光的干涉二.pptVIP

***12.3光的时空相干性光源对干涉条纹影响很大，这体现在：1）光源发出的光不是单一波长的理想的单色光；2）实际光源都有一定大小。光源的非单色性对干涉的影响称为时间相干性；光源的线度对干涉的影响称为空间相干性。一、时间相干性1、相干长度两相干光束的光程差光源的相干长度：能够产生干涉的两束光之间的最大光程差，以L表示，这就是波列的平均长度。432143210S（波列的平均长度）*实际光源发出的光是频率在之间的准单色光，相应的波长范围是。当成立时，以后级次的干涉条纹开始重叠。只有当光程差时，才能看到干涉条纹。123456*光源的波长宽度??越小，光源的单色性越好，则对应的相干长度就越大，就越容易实现干涉例如：*2、时间相干性把光通过相干长度所需的时间称为相干时间。由同一光源点在两个不同时刻发出的光，只要两时刻的间隔，则经不同路径到达某处叠加的将是同一波列能够发生干涉，我们称它们具有时间相干性。光的单色性越好，越小，则越大，光的时间相干性越好。三者互相联系。*二、空间相干性实验表明：当光源的宽度增加时，干涉条纹将逐渐模糊，当光源宽度达到一定程度时，干涉条纹将消失。*1、当S移到S?时光程差为如??不为零，则相应的干涉图样要向下移动。条纹移动条纹移动条纹的明、暗分布与原条纹的明暗分布恰好完全错开，原来明条纹的地方变为暗条纹。*SS?在观察屏?上干涉图样与S在观察屏?上的干涉图样恰好完全错开，此时在观察屏?上干涉条纹消失，同样对称的两点光源在观察屏?上的干涉图样也都相互抵消，这时没有干涉。如附加光程差2、如果光源有一定宽度h，即SS?=SS??=*3、空间相干性光源边缘在观察屏上的附加光程差为：两式相减，在近似的情况下：当时干涉完全消失，此时光源的宽度称为临界宽度：这里称为相干孔径bb0时，可观察到干涉条纹b越小，条纹的清晰程度越高光源的空间相干性R、d一定，干涉条纹的清晰度由光源宽度b决定DRS*一、分振幅干涉一列光波在两种透明介质的界面上分为反射光与透射光，经过不同路径再相遇而发生的干涉现象，称为分振幅干涉。11.4光的分振幅干涉（薄膜干涉）(Thin-FilmInterference)考虑能量损失，只讨论前二条光线的光程差问题。123123光源反射光折射光*光程差的表达式：由折射定律:*两反射光还要考虑是否有半波损失：1）两反射光有半波损失2）两反射光无半波损失两束光的光程差：明纹暗纹式中k只能取零和正整数*明纹暗纹设薄膜的折射率n2均匀，讨论两种情况：等倾干涉：同一入射角的光线最后会聚在同一条干涉条纹上等厚干涉：薄膜同一厚度处对应同一条干涉条纹即干涉条纹与薄膜等厚线一致?l?hhkhk+1明纹暗纹h不变、i2变化i2不变、h变化*二、等倾干涉(Interferenceofequalinclination)说明1）等倾干涉条纹的性质形状:一系列同心圆环条纹间隔分布:内疏外密条纹级次分布:h一定，内高外低波长对条纹的影响:膜厚变化时,条纹的移动：同一级次圆环半径正比变化k,h一定，波长与圆环半径成反比*3）不用透镜会聚，等倾干涉条纹定域在无限远；加透镜后，则定域在焦平面上。透射光也会形成等倾干涉条纹，且与反射光是互補的。iPifor环hn1n1n2n1面光源···2）等倾干涉条纹可以用扩展光源*三、等厚干涉(Interferenceofequalthickness)以尖劈为例来讨论等厚干涉：只讨论光垂直入射的情况。如入射角不变，变化，则相同对应相同，对应同一干涉条纹,这称为等厚干涉。表示薄膜厚度，