1.4_干涉条纹的可见度

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1、XIIminImaxImax11.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学一、干涉条纹的可见度为了描述干涉图场中的强弱对比，引入可见度（或对比度，反衬度）的概念.ImaxImin物理意义：①若Imin=0，暗条纹是全黑，V=1，对比度最好②若Imin=Imax，明暗条纹强度一样，V=0，对比度最差(没有条纹）③其他情况下，V介于1和0之间。（1）可见度的定义1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学影响干涉条纹可见度的因素很多，对于理想的相干点光源发出的光波，主要因素是两相干光的振幅比。（2）两列波相干叠加的干涉条纹对比度对于两列波相干叠加，强度随

2、位相差分布，有讨论：1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学能产生明显的干涉现象的补充条件：两光束的光强（或振幅）不能相差太大。1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学二、光源的非单色性对干涉条纹的影响实际的单色光源，他们所发出的光波都不是严格的单一频率（波长）的光，它包含着一定的波长范围。各组条纹非相干叠加的结果会使条纹的可见度下降。极大值位置的范围由决定,称为明条纹宽度.随着干涉级次的提高，干涉条纹的宽度增大，干涉条纹的可见度便相应的降低.+合成光强123456012345δ0I1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学

3、能产生干涉条纹的最大光程差为max=能观察到的最大干涉级次为能产生干涉的最大光程差可以写为相干长度.1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学三、时间相干性1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学波列长度L和发光持续时间t之间满足：由于原子发光在时间上是断断续续的，实际上只能得到有限长的波列L。原子持续发光的时间t，称为相干时间。1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学两光波在相遇点的光程差应小于波列的长度。产生干涉的另一必要条件是：1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学可见：光源的单色线度宽越小，或发光时间t越长

4、，则波列长度越长。如果在光程差比较大的地方还可观察到比较清晰的干涉条纹，则说明光源的相干性好。这种由单色线宽所决定的光波的相干性称为时间相干性。四、光源的线度（扩展单色光源）对干涉条纹的可见度的影响1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学r11.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学s'到s1和s2的光程差为当光程差等于半个波长时，s'在P0点产生第一级暗条纹，而s在P0点产生第零级明条纹，干涉条纹的可见度为零。d'是能看见干涉条纹时两线光源的最大距离，超过此距离则无干涉条纹。r1d'0是要看见干涉条纹时扩展光源的最大线度，称为临界宽度，超

5、过此宽度的扩展光源则无干涉条纹。普通光源的宽度越小，可见度越高。这就是分波面法干涉一类的双光束干涉装置必须采用点、缝光源的原因。为了获得清晰的干涉条纹，光源宽度一般限制在临界宽度的四分之一。若减小两缝之间的距离d，则d0增加，此时用更宽的光源也能看到干涉条纹。扩展光源宽度1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学五、空间相干性决定了杨氏干涉装置的参数。对给定的扩展光源（线度d'0），双孔或双缝间最大距离dmax为公式双孔或双缝间距超过此距离，则无干涉条纹出现。此即是光场的空间相干性。1.4干涉条纹的可见度时间相干性和空间相干性光学六、应用举例bdr

6、星体由有设星体为相干光源，利用空间相干性可以测遥远的猎户座星体的角直径设观察双缝距离为d，使，则条纹消失。19利用干涉条纹消失测星体角直径1920年12月测得：猎户座星nm（橙色）解析作业P661.2、1.4、1.5和1.6