3-1波的叠加与干涉.pptVIP

第三章 干涉 1.3两个点波源的干涉 讨论（1） * * §1波的叠加与干涉 1.1定态光波及其复振幅描述 1、波动概述： 波动定义： 构成波动的三个条件： 时间周期性，空间周期性，伴随能量的不断传播。 2、标量波与矢量波 标量波： 如密度波，温度波 矢量波： 如电磁波， 矢量横波。 3、定态光波 1）定态光波定义： 空间各点均为同频率的简谐振动； 空间各点振动的振幅不随时间变化。 3）定态光波表示式： 2）定态光波可用标量波来处理。 4、定态光波波函数中各个 物理量的含义 1） 电场矢量的瞬时值。 2） 是电场矢量的振幅。 3） 是初相位，与时间无关。 4） 是简谐振动的频率。 5、波矢、光程及相位： 真空中的波矢： 其中： 单位矢量 或 的方向为波的传播方向 6、定态光波的复振幅描述 1）定态光波的复振幅： 将简谐式对应成复指数形式 称为定态光波的复振幅 2）引入定态光波复振幅的意义： 为了运算的方便 3）注意： （1）两种关系式只是对应关系， 不是相等关系 （2）复振幅只用于运算 （3）对应成相应的简谐式后 再讨论物理意义 7、平面波和球面波的复振幅表达式 1) 球面波的复振幅表达式 2）特点： 振幅和相位因子均为坐标的二次函数 3）平面波的复振幅表达式 4）特点： 振幅是常数，相位因子是坐标的线性函数 8、光强度的复振幅表示式 由： 且： 1.2 波的叠加原理 1、光的独立传播定律 2、波的叠加原理 矢量波： 标量波： 对于同频率标量波： 干涉问题的核心是求叠加后的合光强 注意：合光强是一个平均值 求合光强的方法 （1）先求波的叠加： （2）再求叠加后的瞬时能流： （3）然后求瞬时能流的平均值： 1、概述 注：三角函数法、 矢量图解法、 　复振幅叠加法 2 两列光波叠加后的合光强度 已知： 求：合振动的光强度 P点的复振幅为： P点光波的强度为： 其中 若： 两波相干叠加 时强度与相位 差的关系 设： 波的叠加引起了强度的重新分布 这种因光波的叠加而引起的光的强度重新分布的现象叫做光的干涉。 称为干涉项 干涉项讨论： （2）光程差公式：设： 非相干叠加。 （3）相位差公式 若： （4）干涉条纹形状 的等光强点的轨迹决定了干涉 条纹的形状。 相干极大条件 相干极小条件 若： 有： 相干极大条件 相干极小条件 干涉条纹的形状是以 和 为焦点的 回转双曲面族 3 两束光波相干的条件 1）频率相同 2）存在相互平行的振动分量 3）位相差 不随时间变化 4 干涉条纹的衬比度 1）衬比度定义： 条纹的反差最大，清晰可见。 条纹模糊不清，乃至不可辨认。 一般地，干涉条纹衬比度 在0和1之间。 ，认为条纹可以分辨。 时， 当 时， 当 5 问题 　1）有人说，相干叠加服从波的叠加原理， 非相干叠加不服从波的叠加原理，这 种说法对吗？ 答：不对，都服从叠加原理。