《分波面双光束干涉》PPT课件

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1、分波阵面方法分振幅的方法获得相干光的途径（方法）pS*分波面法分振幅法·p薄膜S*从同一波阵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11.3.1光源和机械波源的区别光源----能发射光波的物体1.光源发光机制：光源的最基本发光单元是分子、原子，光源发光本质是原子振动辐射电磁波。=(E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射波列波列长L=c§1.3分波面双光束干涉2从发光机制上，可以将光源分为两大类:普通光源：以自发辐射为主导地位激光器：以受激辐射为主导地位3（1）普通光源：自发辐射独立(不同原子发的光)··独立(同一原子

2、先后发的光)发光的随机性发光的间隙性，每次发光时间约10－8秒热光源即：普通光源中各发光原子是不相关原子，各自独立的，原子发光在时间上是间断性的，随机的，每次发光时间约10－8秒，在同一时刻，各个原子发射的光波，其初位相和矢量的振动方向各不相同。结论：普通光源各个发光原子，发射的既不是同位相的光波，也不是具有恒定位相差的光波，振动方向各不相同，是自然光，这样的发光机制称自发辐射。4所以，普通光源的光波特点：1º原子振动时随机的发出“有限长的波列”2º各波列之间没有恒定的位相关系，即：每个波列的初位相各不相同。3º自然光:E矢量振动方向包含与传播方向垂直的一切可

3、能的振动方向。两个独立的光源不可能成为一对相干光源原因：原子发光是随机的，间歇性的，两列光波的振动方向不可能一致，位相差不可能恒定。钠光灯A钠光灯B两束光不相干！5(2)激光光源：受激辐射=(E2-E1)/hE1E2完全一样(频率,位相,振动方向,传播方向)相干光源激光器中各发光原子彼此是相关原子，能步调一致地振动而发光，虽然原子每次发光是间歇式的，但每次持续发光时间比较长(10-4秒)结论：激光器发射的是同位相的（各波列有恒定的位相关系）光波，波列长度较长。6综⑴⑵可知：在两个通常独立的光源中，或甚至在同一发光体的不同部分，它们是不相干的。2.机械波

4、源：其振动在观察时间内通常是持续进行，不能中断，因而它们之间的位相关系能够保持不变，所以独立的机械振源一般是相干的。71.3.2从普通光源获得相干光束的巧妙构思---典型的干涉实验(一)巧妙构思（分波阵面法）限制普通光源的发光面，使之成为点光源或缝光源，那么其临近的发光原子是相关原子，就能发射同初位相的光波，然后通过一定装置,从同一点缝光源发出的同一波列的波阵面上分离出的两列光波相遇后，必能产生干涉，这就是从普通单色光源获得相干光束的巧妙构思——称为波阵面分割法获得相干光。从普通光源获得相干光的物理思想--称为分波阵面法。8dyr00·P(二)、几种典型的分波

5、面干涉实验1、杨氏实验杨氏实验是分波面干涉最著名的例子，分析杨氏实验，可了解分波面干涉的一些共同特点。▲实验装置单色光入射r1r2yd>>，r0>>d（d10-4m，r0m）9杨氏实验装置如图101112光程差：相位差：▲明暗条纹满足的条件明纹暗纹程差条件代入位置条件明纹暗纹13条纹间距:r1r2ydyr00Py0yIy·141516●一系列平行的明暗相间的条纹；●中间级次低，两边级次高；▲条纹特点：●不太大时条纹等间距；●白光入射时，0级明纹中心为白色（可用来定0级位置），其余级明纹构成彩带，第2级开始出现重叠（为什么？）17白光入射的杨氏

6、双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片18y0y1y2▲光强分布若I1=I2=I0，则光强曲线k012-1-2I02-24-44I0sin0/d-/d-2/d2/d设狭缝：振幅为，光强为：振幅为，光强为迭加后19双缝干涉条纹的静态分布：(a)形状：明暗相间直条纹，光强相等。(b)屏中央为0级明纹。(c)条纹间距双缝20动态变化规律影响条纹移动的因素主要有三个：⑴光源变动；⑵干涉装置变动；⑶光程中介质的变化干涉条纹的移动规律同光程差的如何改变是息息相关的，那如何分析条纹移动规律呢？有两种方法：a、注视干涉场某一点P，观察有多少个条纹移过该点

7、，因为每当光程差δ(p)增减一个波长λ，就有一根干涉条纹移过P点，所以条纹移过该点的条纹个数N与该点光程的改变量之间的关系为。21b、跟踪干涉场某一级条纹的移动方向，看它移动了多少距离。结论：不论什么原因，当干涉场P点的光程差增大时，P点对应的干涉级次j都要增大，干涉条纹向原干涉级次j低的方向移动；反之，当P点光程差变小时，P点对应的干涉级j要降低，干涉条纹将向原干涉级次j高的方向移动。22未贴薄片：为零光程差处贴薄片：为零光程差处零光程差处移动两列光通过狭缝前已有光程差两列光通过狭缝后到点的光程差为零光程差处问题若薄片贴在处，条纹如何移动？例题１-１p25页

8、23讨论干涉问题分析的要点:1、搞清发