光学1-2 (基础物理课堂讲稿下第十四讲).ppt

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1、★波的叠加原理波独立传播定律:波在空间传播不会因同时存在其他波而受影响。生活中→…灯S1灯S2人眼波的叠加原理:重叠区任意P点振动为一般波→波独立传播定律→波的叠加原理有例外：如图→灯S1灯S2人眼灯S2的存在与强弱影响人眼观察灯S1变色玻璃→非线性介质→非线性光学机械波振动位移光矢量…★相干叠加波的叠加原理→计算两波叠加→干涉条件两列波：叠加原理:式中相位差δ：振动方向相同干涉条件之一:强度与振幅平方成正比，所以P点振动的强度为：I(P)仅与P点有关→P点不同→I(P)值不同，但与t无关→稳定→在空间形成稳定强度分布→干涉现象则:若频率相同若相位差恒定干

2、涉条件之二干涉条件之三相干三条件:频率相同,相位差恒定,振动方向相同相位差:相干项=恒★两个相干点波源的干涉两列波相遇空间内有两种特殊点：取：两初相位显然：常数的点在空间形成回转双曲面★非相干叠加不满足相干三条件之一者均为非相干叠加，强度为：频率不同,或相位差不恒定,或振动方向不同对时间t求平均：相位差不恒定:随机值随机值振动方向不同:频率不同:相位差:随时间t而变化λ:真空中波长怎样获得相干光?i12构思：同一波列→分成两束→再相遇→干涉现象频率相同振动方向相同相位差恒定两种方法：⑴分波前干涉法取同一波面的不同部分作为子光源→波面⑵分振幅干涉法利用折射

3、/反射把同一束光一分为二再使其相遇→因折射/反射→振幅变→故称分振幅§2.3分波前干涉---杨氏干涉实验波面∴在两小孔右侧空间形成干涉场→▲杨氏干涉双曲线若双孔→双缝,则双曲线→直线振动方向相同频率同(单色)∵来自同一波面(干涉条纹)屏单色光汞灯P滤光片杨氏干涉装置相位差为：暗条纹光程差明条纹λ:真空中波长▲杨氏干涉强度分布计算在屏上亮纹和暗纹的位置光线1,2在空气中→相位差δ与光程差△:光程差:相邻亮纹或相邻暗纹的间距：屏上干涉强度分布公式：←讨论两θ约等=S1S2Sr1PxOr2dEDO'亮纹条件：亮纹位置：暗纹条件：暗纹位置：▲进一步说明⑴入射光含多

4、种波长的情况→暗纹位置：相邻亮纹间距：亮纹位置：特点:※多种波长的对应多套干涉条纹※多套的零级条纹重叠→白光※远离中央,各种波长条纹混合→白光⑵双孔变成双缝的情况双曲线→直线;干涉效果增强→亮条纹更亮※∴红光靠外,紫光靠内S1S2Sr1PxOr2dEDO'⑶缝光源S位置偏移对称轴的情况光源S→S',偏移量为ξ,条纹何变动?关健：计算光线1,2之间的光程差(注：S1和S2不在同一波面上)两θ约等=零级亮纹位置:表明:新零级亮纹在x=-Dξ/d处条纹间距不变，为什么？当S→S'时,条纹整体向下平移⑷光源宽度b对干涉条纹的影响若则此时无条纹才有干涉条纹S与S'不

5、相干,各有一套干涉条纹条纹平移量条纹间距讨论：亮纹条件：