第11章光的干涉和干涉系统.pptVIP

第1页，共34页，星期日，2025年，2月5日光波的干涉条件杨氏干涉实验干涉条纹的可见度干涉图样的计算干涉场的分布振幅比光源大小非单色性影响可见度的因素本节内容第2页，共34页，星期日，2025年，2月5日XI剖面图r1r2双缝单缝屏双缝干涉第3页，共34页，星期日，2025年，2月5日光的干涉现象：在两个或多个光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象称为光的干涉现象。（肥皂泡、下雨天水面上的油膜呈现的美丽色彩等）第4页，共34页，星期日，2025年，2月5日第一节光波的干涉条件一、光波相遇区某点光强第5页，共34页，星期日，2025年，2月5日二、干涉条件（1）第一项对时间平均值为零，因为其中的角频率极高。接收器响应时间远大于2π/(ω1+ω2)，故为零。（2）第二项对时间平均值，仅当?2π/(ω2-ω1)时，才不为零。第6页，共34页，星期日，2025年，2月5日（3）频率相同?1不等于?2，即位相是随时间变化的，光波频率?1和?2均为1015S-1量级，而?一般大于10-9S-1。故当?1和?2仅仅相差百万分之一时便能使平均值为零。即使当?1和?2之差在10-9S-1之内，可以探测到干涉项，但干涉强度也是不稳定的。所以，为了得到稳定的干涉现象，要求?1=?2。（4）振动方向相同第7页，共34页，星期日，2025年，2月5日（5）相位差恒定干涉条件相干光波：满足干涉条件的光波称为相干光波，相应的光源称为相干光源产生相干光的方法：分波前法和分振幅法频率相同振动方向相同相位差恒定+叠加光波光程差不超过波列长度第8页，共34页，星期日，2025年，2月5日pS*分波前法分振幅法·p薄膜S*第9页，共34页，星期日，2025年，2月5日第二节杨氏干涉实验1、P点的干涉条纹强度光强I的强弱取决于光程差一、干涉图样的计算第10页，共34页，星期日，2025年，2月5日2、光程差D的计算光程差：第11页，共34页，星期日，2025年，2月5日3、讨论x（1）（2）强度是x的函数，条纹平行于y轴，垂直于x轴第12页，共34页，星期日，2025年，2月5日（3）用光程差表示结论：1、干涉条纹代表着光程差的等线。2、相邻两个干涉条纹之间其光程差变化量为一个波长l，位相差变化2在同一条纹上的任意一点到两个光源的光程差是恒定的。第13页，共34页，星期日，2025年，2月5日（4）干涉条纹的间隔第14页，共34页，星期日，2025年，2月5日会聚角：两条相干光线的夹角为相干光束的会聚角，用w表示第15页，共34页，星期日，2025年，2月5日（5）干涉条纹间隔与波长x0白条纹白条纹白光条纹第16页，共34页，星期日，2025年，2月5日二、两个点源在空间形成的干涉场在三维空间中，干涉结果：等光程差面局部位置条纹第17页，共34页，星期日，2025年，2月5日小结：1、P点的干涉条纹强度：2、光程差D的计算：5、干涉条纹的意义：3、干涉条纹的间隔：4、干涉条纹间隔与波长：与波长成正比6、两个点源在空间形成的干涉场：等光程差面光程差的等值线。第18页，共34页，星期日，2025年，2月5日第三节干涉条纹的可见度可见度定义：表征了干涉场中某处干涉条纹亮暗反差的程度。第19页，共34页，星期日，2025年，2月5日对双光束干涉强度分布：影响条纹可见度的因素：振幅比光源大小光源的非单色性第20页，共34页，星期日，2025年，2月5日一、振幅比第21页，共34页，星期日，2025年，2月5日扩展光源:实际光源是有大小的,这种光源为扩展光源定性：扩展光源上每个点源通过干涉系统后，都会在屏幕上形成自己的图样，导致干涉条纹的可见度下降。二、光源大小的影响和空间相干性1、条纹可见度随光源大小的变化第22页，共34页，星期日，2025年，2月5日定量讨论第23页，共34页，星期日，2025年，2月5日以光源b上的c点光源为例：第24页，共34页，星期日，2025年，2月5日