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,*,第一章 光的干涉,目录,1 光源 光的相干性,2 光程 光程差,3 分波前双光束干涉,一 杨氏双缝干涉,二 分波前干涉的其它一些实验,一 光程 二 光程差,三 成象的等光程性 四 半波损失,一 光源 二 光波的描述,三 光的相干性 四 获得相干光的方法,作业：1-2；1-3；1-4,1,(400700),nm,的窄小范围,各种波长的电磁波中，能为人所感受的是,这波段内电磁波叫,可见光,，,在可见光范围内，不同频率的光波引起人眼不同的颜色感觉,对应的频率范围是, = （7.6 4.0）10,14,H,Z,760 630 600 570 500 450 430 400(,nm),红 橙 黄 绿 青 蓝 紫,2,电磁波谱:,宇宙射线,射线,x,射线,微波,短波,中波,长波,对数坐标,对数坐标,软,x,射线,真空紫外线,紫外光,可见光,近红外光,中红外光,远红外光,线性坐标系,紫,靛,蓝,绿,黄,橙,红,光 波,3,第一章 光的干涉,1 光源 光的相干性,一 光源,二 光波的描述,普通光源：,2 发光的随机性,1 发光的间隙性,激光光源： 单色性好。,表示光源单色性好坏,光波列长度,电场,强度,E,的振动称为光振动。,JPCAI,4,平均能流密度或称为光强,电磁场的能量密度,平面电磁波,的能量密度,能流密度矢量的大小,结论：,比较空间两处的光强，除去介质本身因素外，,就是考虑两处光振动矢量的振幅大小。,5,三 光的相干性,1 光的独立传播原理 光波叠加原理,式中 为在,P,处，,t,时刻两列波的相位差,对于空间各点，垂直于 方向的振动其,光强是相同的；而另一方向的振动合成：,6,X,Y,几何方法,7,在,p,处的光强取决于：,干涉项:,与两波源的频率、初相位以及空间,p,的位置有关。它决定着,p,点的光强,2 相干条件:,干涉项不为零的叠加，称之为相干叠加,所以相干条件即为相干项不为零的条件,8, 两列波有相互平行的电振动分量，即 。,当两列波的振幅相等时，干涉现象最明显。,四 获得相干光的方法,1,分波前的方法,杨氏干涉,2,分振幅的方法,等倾干涉、等厚干涉,3,分振动面的方法,偏振光干涉,2 相干条件：, 两列波的频率相等。, 两列波的初相位有固定的位相差。,相干条件即为相干项不为零的条件,9,光在介质中传播的距离,折算成真空中的长度。,一 光程, 2 光程 光程差,在介质中传播的波长，折,算成真空中波长的关系。,10,三 成象的等光程性,二 光程差,两光程之差 叫做光程差。,相位差,：,当用透镜观测干涉时，,不会带来附加的光程差。,结论,：,11,四 半波损失,当用透镜或透镜组成的光学,仪器观测干涉时，观测仪器,不会带来附加的光程差。,结论,：,1 当光从折射率大的光密介质，,正入射于折射率小的光疏介质,时，反射光没有半波损失。,2 当光从折射率小的光疏介质，,正入射或掠入射于折射率大的光,密介质时，则反射光有半波损失。,有,半波损失,没有,半波损失,12, 3 分波前双光束干涉,一 杨氏双缝干涉,1 实验装置,2 实验结果及讨论,因为：,所以：,13,此处波长均指真空中的波长。,当 时：,由几何关系得：,14,当 时：,相干相长,相干相消,明条纹中心位置,当 时：,暗条纹中心位置,15,相邻明条纹（或暗条纹）的间距为：,当,k,=1,时相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。,杨氏干涉条纹是等间距的,若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。,在屏幕上,x,处发生重极时，满足：,16,当 即 发生重级 。,干涉级次越高重叠越容易发生。,杨氏干涉可用于测量波长。,方法一：,方法二：,杨氏干涉是不定域干涉。,17,二 分波前干涉的其它一些实验,1 菲涅耳双面镜实验,实验装置：,虚光源 、,平行于,明条纹中心的位置,屏幕上,O,点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕,上明暗条纹中心对,O,点的偏离,x,为：,暗条纹中心的位置,结论：它也是分波前双光束干涉，是不定域干涉。,光栏,18,2 洛埃镜实验,光栏,当屏幕,W,移至,B,处，,从,S,和,S,到,B,点的,光程差为零，但是,观察到暗条纹，,验,证了反射时有半波,损失存在。,3 菲涅耳双棱镜实验,光栏,用几何光学,可以证明：,结论：它们也是分波前双光束干涉。是不定域干涉。,19,第一章 光的干涉,目录,1 光源 光的相干性,2 光程 光程差,3 分波前双光束干涉,一 杨氏双缝干涉,二 分波前干涉的其它一些实验,一 光程 二 光程差,三 成象的等光程性 四 半波损失,一 光源 二 光波的描述,三 光的相干性 四 获得相干光的方法,作业：1-2；1-3；1-4,20,
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