第三章1-3节光的电磁理论干涉现象光波迭加.pptVIP

*第三章光的干涉§3—1光的电磁理论§3—2干涉现象和相干条件§3—3光波的迭加§3—4分波阵面双光束干涉§3—5干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性§3—6分振幅法干涉牛顿环§3—7迈克尔逊干涉仪§3—8多光束干涉第三章光的干涉§3—1光的电磁理论1、在介质的界面上发生反射、折射现象2、在传播中出现干涉、衍射、偏振现象电磁波：3、由麦氏方程导出：电磁波在介质中的传播速度真空中光1、在介质的界面上发生反射、折射现象2、在传播中出现干涉、衍射、偏振现象3、实验测得光在真空中的传播速度为结论：光是某一波段的电磁波比较若ν为光在透明介质中的传播速度，n为透明介质的折射率，则与电磁波的公式比较联系光学量和电磁学量、的关系式实验表明：讨论：电矢量磁矢量光的传播方向k1、相互垂直电磁波谱表可见光频率波长2、对人眼和感光仪器起作用的是E，光波中的振动矢量通常指E。3、可见光的波长范围颜色中心频率(Hz)中心波长（）波长范围（）红色4.5×101466007600~6220黄色5.3×101457005970~5770绿色5.5×101455005770~4920紫色7.3×101441004350~39004、能流密度：单位时间内通过与波的传播方向垂直的单位面积的能量。5、光强度（光照度）：平均能流密度。设光振动的振幅为A，则应理解为相对光强，与介质的折射率有关。§3—2干涉现象和相干条件一、干涉现象满足一定条件的两束或多束光，在空间相遇形成有规律的明暗相间图样的现象。二、相干条件（1）两列波或多列波的频率相同。（2）两列波或多列波的振动方向相同。（3）两列波或多列波在相遇点有恒定的位相差。必要条件充分条件：相干波的振幅相差不能太悬殊、光程差不能太大。三、干涉现象是波动的特性波动的特征是能量以振动的形式在物质中依次转移，物质本身并不随波转移。光的干涉现象，无可置辩地肯定了光的波动性。四、干涉的分类按产生干涉光源的形状有点、线、面光源产生的干涉。按相干光束的数目有双光束、多光束干涉。按产生相干光束的方式有分振幅、分波阵面、分偏振面法的干涉。§3—3光波的迭加一、单色平面波的波动方程原点处的振动方程：P点的振动方程：平面简谐波的波动方程单色平面光波的波动方程：设：称波数，则分别称时间周期、时间频率、时间角频率。分别称空间周期、空间频率、空间角频率。二、两个同频率、同振动方向单色光波的叠加设：光振动的初相位分别为P点的振幅为在P点引起的振动为：令：则上两式可写为：P点的合振动为同频率的简谐振动，振幅和相位分别为：P点的光强瞬时值：干涉项三、相干与非相干叠加设为光振动周期，为观察时间（），求内合振动的时间平均值：*