光的干涉12光学教程第四版课件

1、1.2 由单色光波叠加所形成的干涉图样第1章 光的干涉 （Interference of light） 1. 2.1 相位差和光程差 p S1 r1 S2 r2 光源S1:光源S2: 现讨论两列单色简谐波的叠加来分析干涉图样的形成.1.2 由单色光波叠加所形成的干涉图样第1章 光的干涉 1设 它们振动方向相同，频率相同，则P点的振动为在P点它们就有确定的相位差： p S1 r1 S2 r2 设 它们振动方向相同，频率相同，则P点的振动为在P点它们就有相位差写成P点两振动的相位差取决于下列两个因素： 1. 由S1和S2的初始振动情况决定的0102； 2. 由S1和S2两点到达P点所通过的路程和所

2、经介质的性质决定的n2r2-n1r1。 相位差写成P点两振动的相位差取决于下列两个因素： 1. 为光程差定义光程: 媒质折射率与光的几何路程之积.所以介质中的波长:以 表示光在真空中的波长，以n表示介质的折射率.由为光程差定义光程: 媒质折射率与光的几何路程之积.所以介质 物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程 ,按波数相等折合到真空中的路程.假设光在两种不同介质中传播，则光程差为:*P* 如果光线穿过多种媒质时，其光程为：r1n1r2n2rinirnnn 物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程 真空中 均匀介质中光程：光程差：相位差：为波数真空中 均匀介质中光程：光程差：相位差：为波

3、数1.2.2 干涉图样的形成如果两波在P点引起的振动方向沿着同一直线 （例如：振动垂直于图面），则公式同样成立相位差：1.2.2 干涉图样的形成如果两波在P点引起的振动方向沿讨论：两波叠加后的强度为最大值。称为干涉相长即相位差：1.当 时，干涉相长的条件： 光程差为 的偶数倍，对应的位相差为 的偶数倍， 讨论：两波叠加后的强度为最大值。称为干涉相长即相位差：1.当称为干涉相消即2.当 时，两波叠加后的强度为最小值。光程差为 的奇数倍干涉相消的条件: 对应的位相差为 的奇数倍，即 称为干涉级次，注意 从零取起.称为干涉相消即2.当 如果两列从S1和S2发出的光波向所有方向传播，则强度相同（无论是

4、最大值、最小值或介乎其间的任何指定值）的空间各点的几何位置，应满足如下条件：r2-r1= constant光屏s1 s2 Pr1 r2 满足上述方程的点的轨迹是以 为轴的双叶旋转双曲面.如果两列从S1和S2发出的光波向所有方向传播，则强度相同（无光的干涉12光学教程第四版课件设rd，r, 由几何关系可得：或两光波在P点的光程差为： yS1S2 0r0 P0 设rd，r, 由几何关系可得：或两光波在P点的光程由暗条纹的条件：由产生明条纹的条件：或或干涉相长的位置： (明条纹中心位置） 干涉相消的位置： (暗条纹中心位置）由暗条纹的条件：由产生明条纹的条件：或或干涉相长的位置： (由上式可以得出，

5、相邻两条强度最大值的条纹或相邻两条强度最小值的条纹之间距为：由图可以看出，双孔S1和S2对屏中心点P0所张的角为： 条纹间距公式可写为：或即由上式可以得出，相邻两条强度最大值的条纹或相邻两条强度最小值两列单色波干涉图样的规律：各级亮纹的光强相等，相邻明条纹或相邻暗条纹都是等间距的，且与干涉级次j无关。当一定波长的单色光入射时，间距y的大小与r0成正比，而与d成反比。 当r0、d一定时，间距y的大小与光波波长成正比。两列单色波干涉图样的规律：各级亮纹的光强相等，相邻明条纹或如果0102，干涉图样的形状和规律将保持不变，只不过在光屏上条纹将整体向上或向下有一些移动。移动的多少和方向，视0102的大小和符号而定。干涉图样实质上体现了参与相干叠加的两光波间相位差的空间分布。当用白光作为光源时，