光波的相干叠加相干光的获得
光的干涉与干涉仪的原理与应用
光的干涉与干涉仪的原理与应用光的干涉现象是指两束或多束光波相互叠加而产生的干涉图样。干涉现象在光学领域中有着广泛的应用，尤其是在干涉仪中，利用光的干涉原理可以进行精密的测量和实验研究。
一、光的干涉原理
光的干涉是基于光的波动性质而产生的。当两束光波相遇时，它们会发生相干叠加，叠加结果与两束光波的相位差有关。根据干涉的相位差，可以分为相长干涉和相消干涉两种情况。
1. 相长干涉
当两束光波的相位差为整数倍的2π时，它们的振幅会相互增强，形成明纹或亮条纹。这种干涉称为相长干涉，其典型的例子是杨氏双缝干涉实验。在杨氏双缝干涉实验中，光源经过狭缝的衍射后，形成两个狭缝发出的光波在远离狭缝后重新相遇，出现干涉现象。
2. 相消干涉
当两束光波的相位差为奇数倍的π时，它们的振幅会相互抵消，形成暗纹或暗条纹。这种干涉称为相消干涉，其典型的例子是等厚干涉实验。在等厚干涉实验中，平行的两个平板之间夹有介质，光波经过介质后发生相移，产生干涉现象。
二、干涉仪的原理
干涉仪是利用光的干涉原理设计制造出来的一种仪器。它根据不同的测量需求和实验目的，可以设计成各种形式，如光纤干涉仪、迈克尔逊干涉仪、扫描隧道显微镜等。这里以迈克尔逊干涉仪为例，介绍干涉仪的原理。
迈克尔逊干涉仪由一个光源、半透镜、分束镜、反射镜和干涉屏组成。光源发出的光线经过半透镜组成平行光，然后射到分束镜上。分束镜将光线一分为二，分别射向两个反射镜上，反射后再回到分束镜上，通过分束镜合并到干涉屏上。干涉屏上产生干涉现象，可以通过观察干涉条纹来进行实验研究。
18-01 光波的基本概念 光波的叠加
r E = E 0 cos ω (t − ) u r H = H 0 cos ω (t − ) u
6
18.1 光波的基本概念 光波的叠加 平面简谐电磁波的性质： 平面简谐电磁波的性质： (1)
第18章 光的干涉 18章
传播速度相同、 和 传播速度相同、相位相同 E H
(2) 电磁波是横波 电磁波是横波
9
18.1 光波的基本概念 光波的叠加 二、光源 ( 发光的物体 ) 热光源 普通光源 （自发辐射） 自发辐射）
第18章 光的干涉 18章
（利用热能激发的光源。例如火、 利用热能激发的光源。例如火、 太阳、白炽灯等；） 太阳、白炽灯等；） 冷光源 利用化学能、 （利用化学能、电能或光能激发 的光源。例如磷光、辉光等。） 的光源。例如磷光、辉光等。）
激光光源 （受激辐射） 受激辐射）
10
18.1 光波的基本概念 光波的叠加 1、普通光源的发光机理 、 激 发 态
第18章 光的干涉 18章
∆E = hν
En
发 发光 发光 发光 ~10-8 S 光 的
−8
L=τc
τ : 10 ~10 s
−10
的 发
11
18.1 光波的基本概念 光波的叠加 普遍光源发出的光， 普遍光源发出的光， 是由光源中各原子或分子 发出的许多光波列组成。 发出的许多光波列组成 各个光波列各自独立。 各个光波列各自独立。
光的干涉光的合成与抵消
光的干涉光的合成与抵消
光的干涉是光波之间相互叠加形成干涉图样的现象。当两束光波相遇时，它们在空间中形成交叠的波纹，这种现象称为干涉。在干涉过程中，光的合成和抵消是两个重要的现象，它们在光学研究和应用中具有重要意义。
一、光的干涉原理
光的干涉是由波动理论解释的。根据波的叠加原理，当两束光波相遇时，它们的电场和磁场叠加，在空间中形成干涉图样。干涉可以分为构造干涉和破坏性干涉两种情况。
1. 构造干涉
构造干涉是指两束相干光波叠加时，产生增强的干涉条纹。这种干涉是因为两束光波的相位差符合某种条件，使得光波在某些位置上叠加后干涉增强，形成亮条纹。著名的构造干涉实验有杨氏双缝干涉和杨氏双缝实验。
2. 破坏性干涉
破坏性干涉是指两束相干光波叠加时，产生抵消的干涉条纹。这种干涉是因为两束光波的相位差符合某种条件，使得光波在某些位置上叠加后干涉抵消，形成暗条纹。常见的破坏性干涉实验有牛顿环和薄膜干涉等。
二、光的合成与抵消
在光的干涉中，光的合成和抵消是干涉条纹形成的基本原理。
1. 光的合成
光的合成是指两束或多束干涉光波相遇后，叠加形成干涉条纹的过程。当两束光波的相位差为整数倍的波长时，光波进行叠加，相位相加，形成增强的干涉条纹。这种干涉会使得光亮度增大，出现亮条纹。
2. 光的抵消
光的抵消是指两束或多束干涉光波相遇后，叠加形成干涉条纹中出
现暗条纹。当两束光波的相位差为半整数倍的波长时，光波进行叠加，相位相消，形成抵消的干涉条纹。这种干涉会使得光亮度减小，出现
暗条纹。
光的合成和抵消广泛应用于光的干涉实验和光学仪器中。通过调整
光强叠加公式推导过程
光强叠加公式推导过程
相干光和非相干光的光强计算公式如下：发光体在给定方向上的发光强度是该发光体在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元所得之商，即单位立体角的光通量.其公式为：
该物理量的符号为I，单位为坎德拉（cd），1cd=1lm/sr。
光强国际单位是candela简写cd，其他单位有坎德拉，支光。1cd即
1000mcd是指单色光源（频率540X10^12HZ）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角发出的光通量。可以用基尔霍夫积分定理计算。
扩展资料
获得相干光源的三种方法
1、波阵面分割法
将同一光源上同一点或极小区域（可视为点光源）发出的一束光分成两束，让它们经过不同的传播路径后，再使它们相遇，这时，这一对由同一光束分出来的光的频率和振动方向相同，在相遇点的相位差也是恒定的，因而是相干光。如，杨氏双缝干涉实验。
2、振幅分割法
一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两束光线产生干涉的方法。如，薄膜干涉。
3、采用激光光源
激光光源的频率,位相,振动方向,传播方向都相同。
光的相干叠加
普通光源：自发辐射（一种随机过程） 间歇性 随机性
独立（不同原子发的光）
独立（同一原子先后发的光）
发光时间：0 1011 108 s
波列长：L 0c
同一波列初相位是一定的
• 对于任意的两列定态光波，叠加后
Imn
•
A所m2 有A光n2 波2A叠m A加n 1，0 cos mnm可ndt任 意Am2 取 A值n2
水波衍射
声波衍射
未见其人，先闻其声
光衍射现象
单缝衍射
圆屏衍射（泊松点） 透镜衍射（爱里斑）
日常生活中光的衍射现象 ？
次波的传播
波的传播过程，可以看作是 次波中心不断地衍生出新的 次波的过程
次波
次波中心
波前
• 次波又可以产生新的振动中心，继续发 出次波，使得光波不断向前传播。新的 波面即是这些振动中心发出的各个次波 波面的包络面。
• 用次波的模型可以很容易解释光的衍射 现象。
• 波前上的两个点，即使是邻近的，发出 的次波也是不同的。
• 严格地说，在波动光学的范畴，是没有 “光线”或“光束”之类的概念的。
三．次波的叠加：惠更斯—菲涅 耳原理
• 1．次波的相干叠加
• 在任一光源S周围作一封闭曲面Σ，S在场 点P引起的振动就是Σ上所有点发出的次波 在P点引起的振动的矢量和。
x)
干涉相长 kd x j x j 2D j D
第四章 光的干涉(1)
δ
结论 从总光强表达式可知，相干光在叠加时所产 生的光强一般不满足I I1+ I2，即总光强一般不 等于各光源单独造成的光强的简单相加，而是多 出了一个只与空间位置(d2 – d1) 有关而与时间无关 的交叉项 2 I1 I 2 cos δ ，这一项也称为干涉项。由 此可见，相干光叠加时产生的是在空间强弱交替 的不随时间变化的稳定光强分布。光强在极大和 极小之间逐点变化，极大值超过各光波的光强之 和，极小值可能为零。这就是光波的干涉现象， 这种叠加称为相干叠加。 通常我们考察干涉场中一个面上的干涉现象， 在这个观察面上的光强（亮暗）分布或颜色分布 称为干涉图样或干涉条纹。
1.3 相干光的获得
经验表明：两个独立的光源发出的光是不 相干的；一个普通光源的不同部分发出的光也 是非相干光。 光源的发光机理
光源的最基本发光单元是分子、原子
能级跃迁辐射
E2 E1 波列
10 8 秒
= (E2−E1)/h
波列长L = c
• 发光的间隙性
普通光源：自发辐射
• 发光的随机性
若交叉项(互强度) I12 2 A1 A2 cos δ 0
则在叠加区域中的光强为: I = I1+ I2 这种叠加叫非相干叠加。只要满足以下条件 的任一种，则出现非相干叠加。
由 I=I1+I2+I12 可知
光波的相干叠加.
= d sin = ± (2n - 1)
2
n = 1,2,3,
(2)
4
——P点处出现暗条纹
波程差为其它值的点,光强介于最明与最暗之间。 因此上述两条纹分别是明纹中心和暗纹中心。 当A1=A2时，明纹中心处光强为Imax=4I1，暗纹中心 处光强为Imin=0，因此为了获得明暗对比度大的条纹， 以利于观察，应力求使两相干光在各处的光强相等。
第一次： n2 3, n1 4; 第二次： n2 6, n1 8;
n2 1 450 3 n1 2 600 4
61 D 82 D x d d
11
二、分波阵面干涉的其它一些实验
1、菲涅耳双面镜实验：
d
S1
S2
ห้องสมุดไป่ตู้
S
M1
光栏
W
x o
M2
2、 菲涅耳双棱镜实验 结论：屏幕上O点 在两个虚光源连线 的垂直平分线上。 它们也是分波前双 光束干涉。是不定 域干涉。
W'
S1
L
光栏
W
d
S
S2
D M
D0
12
3. 洛埃镜实验
当屏幕W移至B处， 从 S 和 S’ 到B点的 光程差为零，但是 观察到暗条纹，验 证了反射时有半波 损失存在。
光栏
S d
第1节 光波的相干叠加(1)
第 1 节光波的相干叠加<br>一、光源 1、原子发光图像 物体发光的原因是原子中电子的跃迁，处于激发态的电子不稳定，它会向低能级跃迁，<br>能量以电磁波的形式发散出来，这就是原子发光。 即使是同一个原子，不同时刻发出的电磁波，其相位和振动方向一般不同。所以同<br>一光源不同点发出的光线，一般不是相干光。两个普通光源发出的光，一般也不是相干光。 2、光的相干条件以及双光束干涉的强度分布 几列波在空间相遇时，只要各自的扰动不十分强烈，且所处介质具有线性响应特性，<br>则各波可以保持其原有的传播特性，即频率、振幅、振动方向等不变，并在离开相应区域后 仍按各自原来的行进方向独立地前进，彼此无影响。<br>当几列波在同一空间传播时，相遇的区域内各点将同时参与每列波在该点的扰动。 合扰动等于各列波单独在该点产生的扰动的线性叠加。<br>说明：<br>（1）对于机械波而言，即介质质点的振动；对光波而言，即电场强度矢量的变化。<br>（2）所谓线性叠加，对于标量波而言，叠加波的波函数等于参与叠加的各列波的 波 函数的代数和；对于矢量波而言，叠加波的波函数等于各列波波函数的矢量和。<br>（3）线性叠加性质以独立传播性质为前提条件，是波动方程具有线性性质的必然 结 果。波动方程是否满足线性条件取决于波的扰动强度和所处介质的响应特性。波的扰动强度 较小或该介质对扰动有线性响应，即线性叠加性质及独立传播性质均成立；波的扰动强度较 大或介质对扰动有非线性响应，两都将不再成立。<br>定义光强为：<br>。<br>两列波在空间中的 P 点相遇，可求得合振动矢量与强度：<br>（1）当两列波的振动方向垂直时，<br>，此时：<br>（2）当两列波的振动方向平等时，<br>，此时：<br>（3）干涉的意义： 假设：某时刻两列同频率且振动方向平行的矢量波，在空间相遇点 P 的振动状态：<br>1<br><br>
大学物理Ⅰ13-3获得相干光的方法 杨氏实验
λ=Δx·d/D 代入数据，得
λ=1.50×10-3×0.60×10-3/1.50 =6.00×10-7m =600nm
13.3.2、洛埃镜
•实验装置与原理
AB为一背面涂黑的玻璃片， 从狭缝S1射出的光，一部分 直接射到屏幕X上，另一部 分经过玻璃片反射后到达屏 幕，反射光看成是由虚光源 S2发出的，S1、S2构成一对 相干光源，在屏幕上可以看
13.3.1 杨氏实验 1、实验现象
s1
S
s2
明条纹位置 暗条纹位置 明条纹位置 暗条纹位置 明条纹位置
2、杨氏双缝干涉实验装置
1801年，杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个 波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现 象。杨氏用叠加原理解释了干涉现象，在历史上第一次测定了 光的波长，为光的波动学说的确立奠定了基础。
k 3 k 1
k 2
kk21k 3
7、杨氏双缝干涉的应用
（1）测量波长： （2）测量薄膜的厚度和折射率： （3）长度微小改变量的测量。
例1、求光波的波长
在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为0.60mm，缝和屏相距 1.50m，测得条纹宽度为1.50mm，求入射光的波长。 解：由杨氏双缝干涉条纹间距公式
13-3 获得相干光的方法 杨氏实验
杨氏简介
托马斯·杨（Thomas Young）
林尼克干涉原理(一)
林尼克干涉原理(一)
林尼克干涉
什么是林尼克干涉？
•林尼克干涉，是由英国物理学家林尼克（John William Strutt, Lord Rayleigh）在19世纪末发现并研究的一种光干涉现象。•林尼克干涉是指在两个相干光波的叠加区域中，由于光波的相位差引起的干涉现象。
林尼克干涉原理
•林尼克干涉基于光波的叠加原理。
–光波的叠加：当两束相干光波（相干光波是指频率相同、相位差恒定的光波）在一点相交时，它们的振幅会相加或
相消。
–相干光波的产生：相干光波可以由同一光源发出，经过分束器将光分为两束，并经过不同路径传播，再经过合束器
使光波在一点相交。
•林尼克干涉实验装置：
–光源：常用的光源有激光和白光。
–分束器：将光分成两束，常用的分束器有半透明薄膜、玻璃板等。
–干涉的路径：两束光波经过不同的路径传播，再经过合束器使光波在一点相交。
–可观察区域：干涉叠加的光波在可观察区域形成明暗相间的干涉条纹。
林尼克干涉的应用
•林尼克干涉广泛应用于光学测量和干涉光栅的制备等领域。
•光学测量：林尼克干涉可以测量物体表面的形貌和薄膜的厚度等。•干涉光栅：利用林尼克干涉可以制备出干涉光栅，被广泛应用于光学仪器中。
结论
•林尼克干涉是一种基于光波叠加原理的光学现象，由于光波的相位差引起干涉现象。
•林尼克干涉的应用广泛，可用于光学测量和干涉光栅的制备等领域。
注意：文章内不可出现html字符，也不可出现网址、图片及电话号码等内容。
林尼克干涉
什么是林尼克干涉？
•林尼克干涉，是由英国物理学家林尼克（John William Strutt, Lord Rayleigh）在19世纪末发现并研究的一种光干涉现象。
光的干涉与波的叠加
光的干涉与波的叠加
光是一种电磁波，具有波动性质。当两束或多束光波相遇时，它们会发生干涉现象，即互相影响、叠加。这种现象被称为光的干涉或波的叠加。在本文中，我们将探讨光的干涉现象、干涉图样的产生以及与干涉相关的应用。
一、光的干涉现象
光的干涉是指两束或多束光波相遇时，由于它们的波动性质，相位和振幅的叠加引起明暗交替的干涉图样的现象。光的干涉主要有两种形式：干涉现象和干涉图样。
在理解光的干涉前，我们需要了解一些基本的概念。首先，光波的相位差是指两个波峰或波谷之间的差值，用符号Δφ表示。当两个光波的相位差为整数倍的2π时，它们将处于同相位，相干叠加并形成增强的干涉图样；而当相位差为奇数倍的π时，它们将处于反相位，相消叠加并形成减弱或消失的干涉图样。
典型的干涉现象是双缝干涉。当一束单色光通过两个狭缝时，光波将以不同的路径传播，并在屏幕上形成一系列明暗相间的干涉条纹。这种干涉图样被称为干涉条纹，它的出现是由于光波的叠加效果导致的。双缝干涉实验证明了光具有波动性质，并为后来的干涉理论奠定了基础。
二、干涉图样的产生
干涉图样的产生是由于光的波动性质和光波的叠加效应引起的。在
双缝干涉中，光波从两个缝中穿过后，按不同的路径传播到达屏幕上，然后发生叠加。当两个波峰或波谷相遇时，它们将相干叠加，形成明
亮的干涉条纹；而当一个波峰和一个波谷相遇时，它们将相消叠加，
形成暗淡或消失的干涉条纹。
干涉图样的形状和条纹数目与干涉体系的条件有关。例如，当两个
缝的间距较小、缝宽较宽时，干涉条纹将更加集中且更密集。而当两
个缝的间距较大、缝宽较窄时，干涉条纹将更为稀疏。此外，光波的
波的干涉与色散现象
波的干涉与色散现象
波的干涉是指两个或多个波在相遇时所产生的干涉现象。而色散现象则是指光线在经过透明介质时，由于介质对不同波长的光的折射率不同而导致的波长分离现象。本文将通过介绍和分析波的干涉和色散现象，来深入探讨它们的原理和应用。
一、波的干涉
波的干涉现象是由波的叠加效应引起的。当两个波的相位差为整数倍的2π时，它们会相干叠加形成干涉条纹。波的干涉现象可以分为相干光干涉和相干光源干涉两种情况。
1.相干光干涉
相干光干涉是指由相干光产生的干涉现象。光的干涉实验中常用的光源有：单色激光、钠灯、汞灯等。其中，以激光光源最为常见。在相干光干涉实验中，常见的干涉现象有双缝干涉和薄膜干涉。
双缝干涉是指当一束光通过两个小孔射到屏幕上时，由于两个光源发出的光波相遇而产生的干涉现象。这种干涉现象可以用干涉图案来表示，其中明暗相间的条纹称为干涉条纹。
薄膜干涉是指光在薄膜表面发生反射和透射时由于不同路径所引起的干涉现象。薄膜干涉的典型现象是牛顿环。在牛顿环实验中，通过将透明膜放置在两个平行玻璃片之间，使得光线在薄膜上发生反射和透射，从而形成了一系列明暗相间的环形条纹。
2.相干光源干涉
相干光源干涉是指由不同光源产生的波进行叠加引起的干涉现象。相干光源干涉实验中，常见的干涉现象有光栅干涉和分波器干涉（如马赫-曾德干涉仪）。
光栅干涉是指光通过光栅时，由于光通过栅缝的不同路径形成的干涉现象。光栅干涉实验中，常见的干涉现象有单缝光栅干涉和多缝光栅干涉。在单缝光栅干涉实验中，光线通过一个缝，形成中央亮条纹和两侧暗条纹的干涉图案。而在多缝光栅干涉实验中，光线通过多个缝，形成一系列干涉条纹。
光波的相干叠加
§20-2 双缝干涉 空间相干性 一、 杨氏双缝干涉实验
S 线光源，G 是一个遮光屏，其上有两条与 S 平行的狭缝 线光源， 是一个遮光屏， S1、S2，且与 等距离，因此 1、S2 是相干光源，且相位相同； 且与S 等距离，因此S 是相干光源，且相位相同； S1、S2 之间的距离是 ，到屏的距离是 。 之间的距离是d 到屏的距离是L。
λ 当光线垂直入射时 i = 0，δ = 2nd + 2 n1 > n2 < n3 n1 < n2 > n3加λ / 2
结论
n1 > n2 > n3
n1 < n2 < n3不加λ / 2
反射光干涉产生明暗条纹的条件是
k = 1,2,3, L 明纹 kλ λ δ = 2nd + = λ k = 0,1,2, L 暗纹 2 (2k + 1) 2
等倾干涉：非平行光入射平行平面薄膜， 相同， 等倾干涉：非平行光入射平行平面薄膜，d 相同， 产生不同的干涉条纹， 对于不同的入射角 i 产生不同的干涉条纹， 这种干 涉叫等倾干涉 。 等厚干涉：平行光入射非均匀薄膜， 相同， 等厚干涉：平行光入射非均匀薄膜， i 相同，对 产生不同的干涉条纹， 于不同的薄膜厚度 d 产生不同的干涉条纹， 这种干 涉叫等厚干涉 。 线相遇在无穷远， 光线相遇在无穷远，或者在透镜的焦平面上观察它 们的相干结果，所以称它为定域干涉 定域干涉。 们的相干结果，所以称它为定域干涉。又因光程差 大于波列长度的两束光不能相干， 不能太大。 大于波列长度的两束光不能相干，所以 d不能太大。 13 不能太大
大学物理第13章光的干涉总结
明纹 k dx ( k 0,1,2,......) D (2k 1) 暗纹 2
明纹 k dx ( k 0,1,2,......) D (2k 1) 暗纹 2
k为干涉条纹的级次。明纹坐标为
k=0,1,2,…依次称为零级、第一级、第二级明纹等 等。零级亮纹(中央亮纹)在x=0处。
k=-2
例题 双缝: d=0.25mm, D=50cm,用白光(4000Å~ 7000Å) 照射，求第2级明纹彩色带(第2级光谱)的宽度。
解 第2级明纹彩色带(光谱)的宽度 =4000Å的第2级亮纹和7000Å的的 第2级亮纹之间的距离x 。
明纹坐标为 x k
x
k=2
k=1 k=0
D d D x 2 (2 1 ) d 代入：d=0.25mm, D=500mm, 2=7×10-4mm , 1= 4 ×10-4mm得： x =1.2mm
三. 薄透镜的等光程性
1
s
2
s
从实物发出的不同光线，以不同路径通过透镜后， 可以会聚成 个明亮的实像。 从S发出的光线1、2到达S‘点光程相等。 透镜可以改变光线的传播方向，但不附加光程差。
p
h
o'
h
凸透镜
f
F'
s
u
o
光波的相干叠加
光谱。(k+1)Dλ 1/d≤kDλ2/d
x
5.λ 1与 λ2为整数比时，某些级次的条
纹发生重叠。 k1 λ 1=k2 λ2
讨论题：
k 1 k
1. 如果用两个灯泡分别照亮S1、S2缝，能否看到干涉条纹？ 2. S1缝后贴一红色玻璃纸，S2缝后贴一绿色玻璃纸，能否看到 干涉条纹？
3. 在S1 上覆盖一较厚的透明介质片对实验结果有何影响？
4
由图可知： x Ltg
当θ很小时，
sin tg x
S
L
r1
S1
d
r2
S2
L
P x
O
代入(1)、(2)式，可得
明纹中心的位置： x k L
d
k 0,1,2,
暗纹中心的位置： x (2k 1) L
2d
k 1,2,3,
相邻两明纹或暗纹间的距离为： x L
Q' Q
W
n1 n2
n2
n1 n2
n2 8
例题：在双缝干涉实验中，所用光的波长为546nm
双缝与屏的间距L=300mm，双缝间距d=0.134mm， 则中央明纹两侧第五级暗纹之间的距离为多少？
解： x (2k 1) L
2d
x
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2x5
光波及其相干条件
s1
光源*
s2
（2）分振幅法
振幅分割法 AB
薄膜 ab
（3）分振动面法：利用晶体的双折射性质
y10 A10cos( t 1)
真空中 介质中
Δ 2πl
Δ' 2π x
Δ' Δ 两式相比得
真空
S1
P l
介质
S1
Q x
l x
由
n c, v
f
c v
得
n
所以 l x l nx
此式表示，光在折射率为n的介质中传播x路程所 引起的相位变化,与在真空中传播nx的路程所引起 的相位变化相同。根据这个道理，我们把光传播的 路程与所在介质折射率的乘积，定义为光程。
学 用作电用矢、量光E合表作示用光以矢及量眼。的视觉也主要是由电矢量所致。
光在介质中的传播速度
v 1
0r0r
真空中的光速
c 1
0 0
常见的光学材料几乎都是非铁磁介质，相对磁导
率 r 1，所以介质的折射率：
nc
v
rr
r
可见光的范围 : 400 ~ 760nm
二、光程 (optical path)
一般式 L ni xi
i
总光程等于所经介质折射率与相应路程乘积之和。
因为光经过相同的光程所需要的时间是相等的，所 以物点与像点之间各光线的光程都相等，即物像之 间 的等光程性。
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可发生干涉
不能发生干涉
4
2.产生相干光的方法。
普通光源：1 发光的间隙性 2 发光的随机性
结论：普通光源不是相干光源。
原理：使同一个点光源发出的光分成两个或两个以上 的相干光束使它们各经过不同的路径后再相遇以产生 干涉。
1.分波面法 在同一波面上两固定点光源发出的光产生干涉的
方法为分波面法。如杨氏双缝干涉实验。
的量值为：
E E0 cos(t )
式中：E0 E102 E202 2E10E20 cos(2 1)
因原子每次发光时间只有10-8秒，每对光波列叠加的
时间极短，而人眼的“响应时间” 0.2s
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人只能观察到其光强度的平均值。
I在E所02观E1察1020的EE时0220d间2 t内2E，110E0平[2E0均1102光0 c强oEs2(I0正22比2于E1)1]0dEEt200，2cos(2 1)]dt
光波的相干叠加 相干光的获得
1
一、光波的相干叠加
设两个同频率单色光传播到屏幕上某一点的光矢
量 E1和 E2分别是：
E1 E10 cos(t 1), E2 E20 cos(t 2)
如果两光矢量是同方向，且属于(1)非相干光，(2)相干
光，试由 合成光矢量分别讨论该点的光强情况。 光矢量E1和E2迭加后光矢量为 E E1 E2，合成后 E
1
0
COS ( 2
1)]dt
cos(2
1)
因此，
I I1 I2 2 I1I2 cos(2 1) 即合成光强随变化。
当I1
I2时：
I
2[1
COS ]
4I1
来自百度文库
cos2
2
二、相干光的获得
1.产生相干光的条件 1.频率相同； 2.振动方向一致； 3.有恒定的相位差； 4.光强差不太大。
5.光程差不太大；
（1）对非相干光，由于原子或分子发光的间歇性和 独立性，使达到P点的二光波位相差是杂乱变化的，
也就是说，其取值可以是0到 2 之间的一切数值， COS(2 1)]dt 0 0
因此 E02 E102 E202 即: I I1 I2
结论：二非相干光重合后光强I是各光强的总和。
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（2）对于相干光，达到P点的二光波位相差是恒定的，
2.分振幅法 一束光线经过介质薄膜的反射与折射，形成的两
束光线产生干涉的方法为分振幅法。如薄膜干涉、 等厚干涉等。
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