1光的干涉精品PPT课件

注意：相干与不相干叠加它们的本质均是叠加，一个 是稳定的叠加，一个是非稳定叠加。
1.3 由单色波叠加所形成的干涉图样
一、相位差和光程差：
振源：
E
E
o1 o2
A cos o1
A cos o2
t o1
t o2
r
P 点：
E1
A cos 1
t
1 1
o1
E
2
A cos 2
t
r 2
02 )
2 , c,
n c.
定义光程：nr
在真空中，n=1， r 即真空中的光程就等
于几何路程。
根据： nr cr ct
既：光程可以认为等于相同时间内光在真空中通过 的路程。光程这个概念可将光在介质中走过的 路程，折算为光在真空中的路程，便于比较光 在不同介质中所走路程的长短或相位的改变量 。
1
2
即：叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和， 无干涉现象。
4. 多个叠加
非 相相 干 0干 ： IIn： n1A 2 1A 2n2A12
结论：频率相同，振动方向几乎在同一方向上，并在观 察期间相位差保持不变的两个振动是相干的；相 位差在观察期间无规则地改变的两个振动是不相 干的。
E A cost A cost cos A sin t sin
1
1
1
1
1
1
1
E A cost A cost cos A sin t sin
2
2
2
2
2
2
2
EE E
1
2
A cos A cos cost A sin A sin sin t
1
1
2
2
1
1
2
2
令：A cos A cos Acos (1)
1
2
12
12
3)
振幅相同，相位任意（ A 2
A） 1
I A2 A2 2A2 cos
1
1
1
2
1
2A21cos
1
2
1
4A2
cos2
2
1
1
2
3.非相干叠加
if: f(t)，且概率均等地在观察时间 21
内多次经历从0到2π之间的一切可能值。
则： 1 cos dt0
0
2
1
th:e I n A 2A 2A 2
1
1
2
2
IA210A2d t10
A2A22AAcosdt
1
2
12
2
1
A12A222A1A210cos21dt
2. 相干叠加：
if:co 2 s1= 常数，则：
IA210A2d t10
A2A22AAcosd
1
2
12
2
1
A12A222A1A210cos21dt
10 co 2s 1d tco 2s 1
1
1
2
2
A sin A sin Asin (2)
1
1
2
2
则：E Acost cos Asin t sin Acost
其中：(1)2 (2)2：A2 A2 A2 2 A A cos
1
2
12
2
1
(2) /(1) :
tg
A sin A sin
1
1
2
2
A cos A cos
1
1
2
2
A1sic n1 A2 o sin2 Ac s sin (c 2o ) o ss in in
则：E Acost cos Asin t sin Acost
2
2
2
2
2
A cos A cos cost A sin A sin
1
1
2
2
1
1
2
令：A cos A cos Acos (1)
1.1 光的电磁理论
一、光是某一波段的电磁波， 其速度就是电磁波的传播 速度。
在真空中C： 1 , 8.8541878117012F m1
0
00
12.566370611407 N A2 0
在介质中： C , C2.99792451808ms1
rr
在透明介质: 中C , C n
rr
二、光波中的振动矢量通常指的是电场强度 E
th : I A 2 e A 2 n A 2 2 A A c o
12
1 2
21
1) 相位相同
2j, j0,1,2,3 , co s1
2
1
2
1
IA2A22AAAA2 — —干涉
1
2
12
1
2
2) 相位相反
2j1 , j0,1 ,2,3 , co s 1
21
21
IA 2A 22AAAA2 — —干涉相
在相遇处体元的位移等于各列波单独传播时在该 处引起的位移的矢量和——波的叠加原理。
二、相干叠加与非相干叠加 1. 波动的相干性 干涉现象：
相干条件：频率相同 ，振动方向相同， 相位差恒定。
波动是振动状态在空间的传播，因此两列光波的叠加 问题可以归结为讨论空间任一点的电磁振动叠加—— 复习简谐振动的合成（电磁）
2
o2
2
相位差：
r r
t
1
1
o 1
t
2 2
o2
r
2 2
r 1
1
o1
o2
2
2
(
( cr2
2 2
r
2
r1
1
c )
1
r
1
()01(
01
02
)
02
)
22
(
nc
2 2
r
r2 2nc1 r1
1
r)1
)
(
(01
0
1
02
)
02
)
2
wenku.baidu.com
(n 2r2
n1r1 ) ( 01
第一章 光的干涉 Chap. 1 Interference of Light
主要内容
1.1 光的电磁理论 1.2 波动的叠加性和相干性 1.3 由单色波叠加所形成的干涉图样 1.4 分波面双光束干涉 1.5 干涉条纹的可见度 光波的时间相
干性和空间相干性
1.6 菲涅耳公式 1.7 分振幅薄膜干涉（一）——等倾干涉 1.8 分振幅薄膜干涉（二）——等厚干涉 1.9 迈克耳孙干涉仪 1.10 法布里-珀罗干涉仪 多光束干涉 1.11 干涉现象的一些应用 牛顿环
1m1d0m 120cm 130mm 140dmm 150cmm
160m190n
m 1100A
四、光强：
IA2 I1 2A2A2
2
1）光强度、光照度、平均能流密度
2）相对强度 ，其值与所处媒质的折射率有关
1.2 波动的叠加性和相干性
一、机械波的独立性和叠加性
几列波相遇与同一区域时，只要振动不十分强烈， 就可以保持各自的特性，按照自己原来的传播方向 继续前进，彼此不受影响——波的独立性
电磁波S 是 EH 横 波 E H
对人的眼睛或感光仪器起作用的是电场强度
引起光效应的
主要是电场强度 E
而不是磁场强度 H
三、电磁波谱和可见光谱
可见光在电磁波谱中只占很小的一部分，波长在 390~760 nm 的狭窄范围以内,频率：7.5×1014 ~4.1×1014 Hz 。
1A1010m108cm1nm 109m107cm 10A