第一章光的干涉ppt课件.ppt

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1、光学教程俞开智物理与电信工程学院7/31/20211三.光是什么？波？惠更斯1678《论光》绪论一.光学研究什么？光微粒？牛顿1704《光学》具有微粒和波双重性质！二.方法是什么？实验-假说-理论-实验-----7/31/20212课程主要内容二.几何光学：一.波动光学：三.简要介绍光与物质的相互作用。研究光的干涉、衍射、偏振的理论和应用。研究光的直线传播规律以及各种成像光学仪器。7/31/20213什么是波？波，就是一定扰动的传播！简谐波就是传播简谐振动的波！7/31/20214什么是简谐振动7/31/20215波和振动的关系7/31/20216波和振动的关系波的运动

2、特点1、各质点不随波逐流2、相遇后波的特性不改变：独立性！3、相遇时波的合位移等于分位移的矢量和：叠加性！7/31/202177/31/20218第一章光的干涉一、干涉图样7/31/20219二.振动的叠加振幅相位相位差7/31/202110通常称频率相同、振动方向几乎相同并在观察时间内相位差保持不变的两个振动是相干的。干涉相长干涉相消7/31/202111p···12r1r2三、波动的叠加7/31/2021127/31/202113四.相位差和光程差…………n1n2nmd1d2dmABn,rp···12r1r2例1·S1S2r1r2dnp例27/31/2021141

3、.普通光源获得相干光的途径pS*分波面法分振幅法·p薄膜S*五.双光束干涉2.分波面干涉之杨氏双缝干涉py0yIyr1r2yyr0dop···12r1r27/31/202115光程差：亮纹条件暗纹条件相位差：亮纹位置暗纹位置py0yIyr1r2yyr0do7/31/202116(1)亮纹处光强相等；条纹特点：条纹间距(2)光强曲线02-24-4I4I0sin0/d-/d-2/d2/d7/31/202117小结2.相干条件：频率相同、振动方向几乎相同、相位差保持不变3.相位差和光程差的关系：4.光强分布与光程差的关系。1.光的干涉：各

4、光束叠加而形成明暗条纹的现象叫光的干涉7/31/2021185.明暗条纹分布与光程差的关系：解题步骤1）分析题目，求出光程差，如：杨氏实验2）根据以上的关系，分析各个参量，求出需要的量。7/31/2021193.劳埃德镜yy0Ir1r2yyr0dII7/31/202120六.干涉条纹的可见度如果则如果则7/31/202121七.光波的时间相干性和空间相干性7/31/2021222.时间相干性XOS1S2dD1)两波列的光程差为零（可产生相干叠加。7/31/202123XOS1S2dD2)两波列的光程差较小，小于波列长度能参与产生相干叠加的波列长度减小干涉条纹变模糊

5、了！P若是明纹，则明纹不亮；若是暗纹；暗纹不暗原因：7/31/202124XOS1S2dD3)两波列的光程差较大，大于波列长度波列不能在P点叠加产生干涉。干涉条纹消失了！原因：P此乃高干涉级条纹看不清或消失的原因之一结论：产生光的干涉还须加一附加条件：7/31/202125光的单色性越好，光的相干长度就越长，光的时间相干性也就越好。结论：发光物质58935889。965895。93~0.1~3.410-25460.73~0.1~310-2激光6328~1010-7~401036057~0.0047~1.07/31/202126S1S2dDXOI7/31/2021

6、274.空间相干性S1S2dDXOIb光源总是有一定的线度的，当光源线度不大时：从S和S’发出的光产生的干涉条纹叠加后，仍能分辨清楚明暗条纹。SS’7/31/202128S1S2dDXOIb当光源线度b较大时：从S和S’发出的光产生的干涉条纹叠加后，干涉条纹对比度降低，明暗条纹变得模糊。SS’7/31/202129S1S2dDXOIb当光源线度b增大到某一限度时：干涉条纹消失，S和S’发出的光的光程差之差为/2SS’可见：为了产生清晰的干涉条纹，光源的线度受到一定限度。7/31/202130S1S2dDXOIbSS’由和简单的几何关系可推出产生清晰的干涉条纹的另一条件

7、：…..“空间相干反比公式”称为“相干范围孔径角”7/31/202131小结：1）光的干涉除满足同频率、同振动方向、相位差恒定以外，还要满足：光程差：L（相干长度）光源线度：2）光的时间相干性问题是考虑光波纵向传播的相干性问题；光的空间相干性是考虑光的横向传播的相干性问题。7/31/202132八.半波损失光疏光密:反射光会产生半波损失折射光不会产生半波损失1.半波损失的解释7/31/2021332.半波损失的分析2.1只有一个界面的情况2.2有多个界面的情况7/31/202134九.分振幅薄膜干涉1.等倾干涉1.1单色点光源引起的