引言和光的干涉.pptxVIP

作业:1.2,1.3,1.4,1.5

1.1.5相干与非相干叠加：（1）两列波的扰动方向一致，或有方向一致的平行分量。如果正交，必然是非相干叠加。→U1(t)→U2(t)→U(t)P一、相干叠加的三个条件:

光强01简谐波：02频率相同是相干的另一条件。两列波若频率不同，必然为非相干叠加。03叠加原理：04光强：05是否为零决定了是否是相干叠加06

0

（3）稳定的相位差，才能获得稳定干涉图样，它是干涉的条件之三。P

第一个条件，振动方向相近,针对于矢量波，光波矢量波，且是横波。第二个条件，振动频率相同,针对于任何波。第三个条件，相位差恒定,对于宏观波源发出的波，稳定不是问题。对于光波要认真考虑。三个相干条件的针对性：

1.2、光程与单色波叠加图样、相位差与光程差p···12r1r2P:?1?2?E0E10E20假设1、2二光源发出的两束光：频率相同，振动方向平行，相位差恒定它们在P点引起分振动旋转矢量图

合成后在空间形成强弱相间的稳定分布——相干叠加即由位相差决定明暗条纹的位置明纹暗纹(k=0,1,2,3…)如何计算位相差

例:相干光源a、b，初相相同，但到达场点c的过程中经过的介质不同。如图，c点的干涉结果如何？c点的干涉结果取决于两相干光在c点的相位差光线1光线2引进光程可方便地计算相干光的相位差解：由波函数

所以用真空中的波长?将上式化简实际情况中往往给出的是该光在真空中的波长光线1在介质1中走过的几何路程光线1经过的介质1的折射率光线2经过的介质2的折射率光线2在介质2中走过的几何路程

相位差与光程差的关系：光在介质1中的光程光在介质2中的光程光程差小结2）相位差=光程差()?－真空中的波长1）光程折射率与几何路程的乘积等效真空路程

相位差分析：S1发光的初始相位PS2

01相位差：02干涉条纹的稳定取决于此

3）产生明暗条纹的条件用位相差判断用光程差判断明纹暗纹(k=0,1,2,3…)明纹暗纹(k=0,1,2,3…)相位差=（2?/?）×光程差

1.2.2干涉条纹形成：1S2SD2rpoSl1r相同的点，干涉情况相同。数学证明的点的轨迹是以两点光源为焦点的回旋双曲面。R1R2对称装置，R1＝R2

1.3分波面双光束干涉1.3.1光源与机械波源的区别光源----能发射光波的物体光源的最基本发光单元是分子、原子等?=(E2-E1)/h能级跃迁辐射波列波列长L=?c

普通光源：自发辐射独立(不同原子发的光)··独立(同一原子先后发的光)发光的随机性发光的间隙性光源两个独立的普通光源不可能成为一对相干光源

原因：发光是随机的，间歇性的。两列光波相位差不可能恒定。两束光不相干！钠光灯

光波的干涉1800年，T.杨提出了反对微粒说的几条论据，首次提出干涉这一术语，并分析了水波和声波叠加后产生的干涉现象。杨于1801年最先用双缝演示了光的干涉现象（见杨氏实验），提出波长概念，并成功地测量了光波波长。他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜呈现的颜色。以干涉原理为基础的干涉计量术为人们提供了精密测量和检验的手段（见干涉仪）

怎样利用普通光源获得相干光？利用普通光源获得相干光的方法的基本原理是：把由光源上同一点同一次发的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠加起来。由于这两部分光实际上都来自同一发光原子的同一次发光，它们满足相干条件而成为相干光。分开之后所走的路程不同，导致光波的相位不同，根据其差别分别产生干涉加强或者减弱。光学系统0光学系统1光学系统2PS

与初始相位无关，对时间稳定。0

SP光学系统0光学系统1光学系统2

分波前干涉分振幅干涉由普通光源获得相干光的途径（方法）有两类：pS*分波面法,如：杨氏双孔干涉分振幅法，如：薄膜干涉·p薄膜S*从同一波面上的不同部分产生次级波相干利用光的反射和折射将同一光束分割成振幅较小的两束相干光1.3.2获得稳定干涉图样的条件,典型实验

杨氏双缝干涉实验英国医生兼物理学家托马斯.杨（T.Young），在1801年首先成功地进行了光的干涉实验，这是最早从单一光源产生相干光的方法:——分波阵面法。1.杨氏双缝干涉

杨自幼天资过人，14岁就通晓拉丁、希腊、法、意、阿拉伯等多种语言。开始时学习医学，后来酷爱物理学，特别是光学和声学，一生在物理、化学、生物、医学、天文、哲学、语言、考古等广泛的领域做了大量的工作，但在科学史上他以作为物理学家而最著名。杨在行医时就开始研究感官的知觉作用，1793年写了第一篇关于视觉的论文，发现了眼睛中晶状体的聚焦作用,1801年发现眼睛散光的原因，由此进入光学的研究领域。他怀疑光的微粒说的正确性，进行了著