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1、第一章光的干涉1.1波动的独立性、叠加性和相干性1.2由单色波叠加所形成的干涉图样1.3分波面双光束干涉1.4干涉条纹的可见度光波的时间相干性和空间相干性1.5*菲涅耳公式1.6分振幅薄膜干涉(一)—等倾干涉1.7分振幅薄膜干涉(二)—等厚干涉1.8迈克耳孙干涉仪1.9F-P干涉仪多光束干涉1.10干涉现象的一些应用牛顿环1光在介质中的传播速度所以，光在介质中的传播速度v是真空中的1/n，n为介质的折射率。光在真空中的传播速度m·s-11.1波动的独立性、叠加性和相干性第一章光的干涉（InterferenceofOptics）2由于u0,c为常数，A为振幅，所以，1.1.
2、2．光的强度光强I是由平均能流密度大小决定的，即玻印亭矢量S的平均值：3光强在不同介质中,比例系数中须有折射率n：在同一介质中,只关心光强的相对分布,可忽略比例系数，相对光强为：4电磁波谱线频率v与波长l的关系:----真空中的光速5波的独立性两列或多列波在空间相遇,相遇以后如果可以保持自己的特性(频率,振幅和振动方向等),按照自己原来的传播方向继续前进,彼此不受影响.波的叠加性在相遇区域内,介质指点的合位移是各波分别单独传播时在该点所引起的位移的矢量和.波的独立性是叠加性的前提1.1.3机械波的独立性和相干性6波的叠加原理与独立传播定律一样,适用性是有条件的：(1)介质
3、的性质(2)波的强度光在真空中总是独立传播的,从而服从叠加原理.在介质中,当光不太强时,叠加原理仍然适用,此时介质称为线性介质,反之成为非线性介质.非线性效应:违反叠加原理的效应,称为非线性效应.非线性光学:研究光的非线性效应的学科.7干涉的界定若两波频率相等，在观察时间内波动不中断，而且在相遇处振动方向几乎沿着同一直线，那么它们叠加后产生的合振动可能有些地方加强，在有些地方减弱，这一强度按空间周期性变化的现象称为干涉。所得到的强度非均匀分布的整体图象称为干涉图样8由观察结果确定：光在物质中传播时能量从物质的一部分迁移到另一部分。这种迁移可以依靠波动，也可能依靠移动着的微
4、粒。波动的特征：能量以振动的形式在物质中依次转移，物质本身并不随波移动。如果依靠微粒来迁移能量时，能量随微粒一起移动凡强弱按一定分布的干涉图样出现的现象，都可作为该现象具有波动本性的最可靠、最有力的实验证据1.1.4干涉现象是波动的特性9光波是一种电磁波,它是矢量横波,需要用两个矢量场来描述:其中E,H分别是电场强度和磁场强度矢量.E0,H0分别是它们在该点的振幅.在一定条件下,可用标量波来处理.相干和不相干的区别:对人眼或感光仪器起主要作用1.1.5相干和不相干叠加101112式中下面环绕振动和波的联系来分析，即波的叠加归结为振动的叠加。从振动的强度计算，采用振幅矢量合
5、成着手。13检测仪器探测到的光强定义为一个平均值的原因响应时间：能够被感知或被记录所需的最短时间人眼的响应时间：最好的仪器的响应时间大约：2ps光波的振动周期：人眼和接收器只能感知光波的平均能流密度有实际意义的是光波的平均能流14干涉图样取决于较长时间内的平均强度：式中τ为观察时间。两种情况讨论：与t无关，即相位差恒定，相干。第三项称为相干项相位差随时间变化。相干项为零。综上所述，这里应区分叠加和叠加。相干非相干15相干叠加的三个条件是：相位差恒定。现象通常也是取决于相位差是否恒定。频率相同、振动方向几乎相同并在观察时间内重点是第三条，是否出现干涉16图示：光强的分布4．
6、干涉相长和干涉相消干涉相长干涉相消17相位差随时间变化。相干项为零。值得注意的是:相干叠加和非相干叠加都是按振幅相加的,振动的瞬时值都直接叠加,差别仅表现在最后的平均值上18在几乎同一直线上的同频率的两电磁振动叠加时,需要区分两种情况:(1)相位差始终保持不变:可在较长时间内观察到干涉现象.此时的两振动是相干的(2)两振动的相位差在观察时间内无规则地改变,不出现干涉现象.通常称这种振动为不相干的对于多光束的叠加可类似处理191.2.1．相位差和光程差P点的振动为（观察面上取一定点）图中参数：r1,r2,d,r0,y,现讨论两列单色简谐波的叠加来分析干涉图样的形成振源S1、
7、S2的振动为r1r2S1S2dS’yPP0N1.2由单色光波叠加所形成的干涉图样20两波在P点相位差:正比于光程差δ＝r2－r1若两振源的初位相相同,即定义:光程波数21图示：光强的分布时时1.2.2干涉图样的形成22波场中强度取极大和极小的条件强度分布情况干涉图样满足以上条件的点P的轨迹在空间中是以振源S1,S2为焦点的旋转双曲面族,在观察屏上的干涉图样由观察屏和双曲面的交线确定则，合振动平均值达到最大值，称干涉相长则，强度达到最小值，称为干涉相消。23如图所示：以S1,S2为轴线的双叶旋转双曲面,以S1和S2两点为它的焦点
