《干涉条纹的可见度》PPT课件

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1、XIIminImaxImax12.3干涉条纹的可见度(ContrastofInterferenceFringe)干涉条纹的可见度（对比度，反衬度）定义(Contrast)1定义:描述干涉花样的强弱对比2▲令▲决定对比度的因素：振幅比，光源的宽度光源的单色性，3●若条纹最清楚●若条纹模糊不清，不可分辨I02-24-44I1可见度好(K=1)IImaxImin02-24-4可见度差(K<1)●若条纹可见度差一、对比度与振幅比的关系：4IImax=Imin02-24-4可见度最差

2、(K=0)二、光源大小对干涉条纹的影响S1d/2S2rr0光源宽度为bb/2LMN0M0N0LI非相干叠加+1L1NyI合成光强Iy合成光强结论，条纹可见度下降1、光源宽度为b14yI合成光强0Ny+1L0M0L-1NS1d/2S2rr0光源宽度为b0b0/2LMN0M0N0LI非相干叠加+1L1N2、临界宽度b0当光源宽度b增大到某个宽度b0时，干涉条纹刚好消失：单色光相邻两条纹间距b0光源的极限宽度15r0>>d：r>>b0、d：b0计算如下：△y/2+1LL点一级明纹：r1d0r0

3、r·r2r1r2单色光源b0/2xLM此时L点的一级明纹的极大在点的一级极小处16——光源的临界宽度有：由注：这里的推导和教材不同，但更好理解。b

4、干性。18在双缝干涉实验中，可以改变波长和缝间距得到清晰干涉条纹。应用举例bdr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a、理想的单色光、b、准单色光、谱线宽度谱线宽度：准单色光：在某个中心波长（频率）附近有一定波长（频率）范围的光。00II0谱线宽度三、光源的非单色性对干涉条纹的影响5●自然宽度（由能级的宽度造成）EjEiEic、

5、造成谱线宽度的原因：●多普勒增宽（由光源的运动造成）●碰撞增宽（碰撞可增加原子能级宽度）·Ej6知识补充合成光强设能分辨的干涉明纹最大级次为jM，则应有：－(/2)+(/2)123456012345x0I为谱线的宽度设：为光源的波长扬氏干涉j级条纹宽度当的第j级条纹和的第j+1级条纹重合时，条纹不可分辨。级的条纹可见度为零7与对应的光程差相干长度（CoherentLength），由光源的单色性决定的、产生可见度不为零的、干涉条纹的最大光程差也可定义两列波能发生干涉的最大光程差叫相干长度。：中心波

6、长相干长度—82、时间相干性（TemporalCoherence）1、相干长度和波列长度之间的关系光波列长度一个原子一次发光只能发出一段长度有限、频率一定、振动方向一定的光波(波列）。9S1S2Sc1c2b1b2a1a2P·不能干涉只有同一波列分成的两部分，经过不同的路程再相遇时，才能发生干涉。SS1S2c1c2b1b2a1a2·P能干涉和经过不同的路程能再相遇，能干涉和经过不同的路程不能再相遇，不能干涉相干条件：波列长度相干长度至少等于相干长度和波列长度之间的关系10普通单色光：激光：谱线宽度相干长度相干长

7、度谱线宽度10普通光源激光发光光源平均波长(nm)线宽Δλ(nm)相干长度Lc(m)He-Ne激光63310-3~10-4>102高压汞灯5461<10-4白光550300<10-6一些光源的相干长度12光通过相干长度所需时间叫相干时间。3、相干时间（CoherentTime）光的单色性好，相干长度和相干时间就长，时间相干性也就好，我们就可以观察到干涉级较大的条纹。相干时间—时间相干性的好坏，就是用相干长度δm（波列长度）或相干时间（波列延续时间）的长短来衡量的。光波场的时间相干性和光源的单色性紧密相关由于波

8、列是沿光的传播方向通过空间固定点的，所以时间相干性是光场的纵向相干性。13