光的干涉 知识点总结
光的干涉知识点总结
光的干涉知识点总结
初中物理的光学现象是重点单元之一，下面是光的干涉知识点总结，同学们可以根据这一汇总进行复习或者是预习，会有很好的学习效果。
1、双缝干涉
（1）两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。
（2）产生干涉的条件
两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
（3）双缝干涉实验规律
①双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，记为。
若光程差是波长λ的整倍数，即（n=0，1，2，3…）P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍
（n=0，1，2，3…），P点将出现暗条纹。
②屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹（中央条纹），若用白光实验该点是白色的亮条纹。
③若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹。
④屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小与双缝之间距离d。双缝到屏的距离及光的波长λ有关，即。在和d不变的情况下，和波长λ成正比，应用该式可测光波的波长λ。
⑤用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距，紫光干涉条纹间距最小，故可知大于小于。
2、薄膜干涉
（1）薄膜干涉的成因：
由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。
（2）薄膜干涉的'应用
①增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的。
②检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。
光的干涉 知识点总结
第二章 光的干涉 知识点总结
2.1.1光的干涉现象
两束(或多束)光在相遇的区域内产生相干叠加,各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和,形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象,称为光的干涉现象。 2.1.2干涉原理
注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就是线性介质中的情况. (1)光波的独立传播原理
当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等） (2)光波的叠加原理
在两列或多列波的交叠区域，波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。
波叠加例子用到的数学技巧： （1） A +iB =√A 2+B 2(A √A 2+B
2
+i B √A 2+B 2
)=A t e iφt
（2）e
iφ1
=e
i[(
φ12+φ22)+(φ12−φ22
)] e
iφ1
=e
i[(
φ12+φ22)−(φ12−φ
22
)]
注:
叠加结果为光波复振幅的矢量和，而非强度和。
分为相干叠加(叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和)和非相干叠加(叠加场的光强等于参与叠加的波的强度和). 2.1.3波叠加的相干条件
干涉项：
相干条件：
（干涉项不为零）
（为了获得稳定的叠加分布） （为了使干涉场强不随时间变化） 2.1.4 干涉场的衬比度
1.两束平行光的干涉场（学会推导） （1）两束平行光的干涉场 干涉场强分布：
21ωω=10200
⋅≠E E 2010ϕϕ-=常数()()
21212
1212()()()2=+⋅+=++⋅I r E E E E I r I r E E 12102012201021212010212{cos()()()cos()()()}
光的干涉-知识点总结
光的干涉-知识点总结
干涉场强分布：
亮度最大值处： 亮度最小值处：
条纹间距公式
空间频率：
ƒ
（2
()()()
*
1
2121212,(,)(,)(,)(,)2
cos =++=++∆I x y U x y U x y U x y U x y I I I I ϕ
()()1
10
sin 11,i k x U x y Ae θϕ+=()(
)
220sin 22
,i k x U x y A e θϕ-+=()(1220(,)sin sin x y k x ϕθθφφ
∆=-++-()()122010(,)sin sin x y k x ϕθθφφ∆=-++-
以参与相干叠加的两个光场参数表示：
衬比度的物理意义 1.光强起伏
2.相干度
2.2分波前干涉
2.2.1普通光源实现相干叠加的方法 (1)普通光源特性 • 发光断续性 • 相位无序性
• 各点源发光的独立性
根源：微观上持续发光时间τ0有限。 如果τ
无限，则波列无限长，初相位单一，振
幅单一，偏振方向单一。这就是理想单色光。 (2)两种方法
2
12
12I I I I +=
γ2
212
1
12⎪
⎭
⎫ ⎝⎛+=
A A A A
γ()
)(cos 1)(0r I r I
ϕγ∆+=1γ=0γ=01
γ<< 完全相干 完全非相干 部分相干
◆ 分波前干涉（将波前先分割再叠加，叠加广场来自同波源具有相同初始位相） ◆ 分振幅干涉（将光的能量分为几部分，参与叠加的光波来自同一波列，保证相位差稳定）
2.2.2杨氏双孔干涉实验：两个球面波的干涉 (1) 杨氏双孔干涉实验装置及其历史意义
（1） 光程差分析（要会推导）
光的干涉知识点总结简短
光的干涉知识点总结简短
光的波动性质
首先，我们需要了解光的波动性质。光是一种电磁波，它可以在空间中传播。光波的波长和频率决定了光的颜色和能量。光波还具有干涉、衍射、偏振等现象，这些都体现了光的波动特性。
干涉的基本原理
在光学中，干涉是指两个或多个光波相遇时产生的相互作用。干涉的基本原理是光波相遇时会发生叠加，这种叠加会导致光波的强度发生变化。当两个波峰相遇时，它们会增强彼此的幅度，形成亮条纹；当波峰和波谷相遇时，它们会相互抵消，形成暗条纹。
干涉的分类
根据光波相遇的方式，干涉可以分为两种基本类型：相干干涉和非相干干涉。相干干涉是指两个光源发出的光波具有一定的相位关系，这种干涉可以产生清晰的干涉条纹。非相干干涉是指两个光源发出的光波没有固定的相位关系，这种干涉会产生随机的干涉条纹。
干涉的条件
要产生明显的干涉现象，需要满足一定的条件。首先，光源必须是单色光源，即具有固定的波长和频率；其次，干涉光程差必须小于光波的波长，这样才能产生明显的干涉条纹；最后，光波必须是相干的，即具有固定的相位关系。
干涉的应用
光的干涉在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。例如，在光学仪器中常常利用干涉现象来测量物体的形状和表面质量；在光学显微镜中，干涉技术可以提高显微镜的分辨率；在激光技术中，干涉技术可以用来调节激光的相位和频率。
总结
光的干涉是光学领域中的重要现象，它可以用来研究光波的波动性质和相互作用。在本文中，我们简要总结了光的波动性质、干涉的基本原理、干涉的分类、干涉的条件和干涉的应用。希望本文可以帮助大家更好地理解光的干涉现象。
物理高二光的干涉知识点
物理高二光的干涉知识点
光的干涉是物理高二课程中的重要知识点之一。干涉是指两束或多束光波相遇后，产生明暗相间的干涉条纹现象。在干涉中，光的波动性起到了关键的作用。本文将从光的波动性、干涉的条件、干涉模式以及干涉的应用等方面来介绍光的干涉知识点。
一、光的波动性
光既可以被看作是一种电磁波，也可以被看作是由光子组成的粒子。在干涉现象中，我们主要关注光的波动性。光的波动性表现为光的传播具有波长、频率和振幅等特性。光的波动性由麦克斯韦方程组以及光的波动模型来描述。
二、干涉的条件
要产生干涉现象，我们需要满足以下两个基本条件：
1.光源必须是相干光源，即光源发出的光波具有相同的频率、相位以及恒定的相对相位关系。
2.光波之间存在干涉的叠加，即光波在空间中有相互叠加并形成干涉现象。
三、干涉模式
根据干涉条纹的形态和光源的性质，光的干涉可分为两种典型
模式：分波前干涉和分波后干涉。
1.分波前干涉：分波前干涉是指在光源发出的光波通过干涉装
置之前进行分波处理。常见的分波前干涉有双缝干涉和光栅干涉等。
2.分波后干涉：分波后干涉是指光源发出的光波通过干涉装置后，再进行干涉现象的观察。常见的分波后干涉有薄膜干涉和薄
板干涉等。
四、干涉的应用
光的干涉在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。以下是几
个常见的干涉应用：
1. Michelson 干涉仪：Michelson 干涉仪是一种重要的光学仪器，它可以用于测量光的波长、光速以及薄膜的厚度等。
2. 干涉消色差：利用干涉的原理，可以设计制造一些具有消色
差效果的光学元件，例如消色差镜头、消色差光栅等。
光的干涉知识点
光的干涉是光学中的一个重要现象，它描述了两个或多个光波在空间中相遇时相互叠加，形成新的光强分布的现象。以下是一些关于光的干涉的基本知识点：
1. 相干性：要产生光的干涉现象，入射到同一区域的光波必须满足相干条件，即它们的振动方向一致、频率相同（或频率差恒定），且相位差稳定或可预测。
2. 分波前干涉与分振幅干涉：
- 分波前干涉：如杨氏双缝干涉实验，光源通过两个非常接近的小缝隙后，产生的两个子波源发出的光波在空间某点相遇，由于路程差引起相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。
- 分振幅干涉：例如薄膜干涉，光在通过厚度不均匀的薄膜前后两次反射形成的两束相干光相遇干涉，也会形成明暗相间的干涉条纹。
3. 相长干涉与相消干涉：
- 相长干涉：当两束相干光波在同一点的相位差为整数倍的波长时，它们的振幅相加，合振幅最大，对应的地方会出现亮纹（强度最大）。
- 相消干涉：当两束相干光波在同一点的相位差为半整数
倍的波长时，它们的振幅互相抵消，合振幅最小，对应的地方会出现暗纹（强度几乎为零）。
4. 迈克尔逊干涉仪：是一种精密测量光程差和进行精密干涉测量的重要仪器，可以观察到极其微小的变化所引起的干涉条纹移动。
5. 等厚干涉与等倾干涉：菲涅耳双棱镜干涉属于等倾干涉，而牛顿环实验则属于等厚干涉。
6. 全息照相：利用光的干涉原理记录物体光波的全部信息，包括振幅和相位，能够再现立体图像，是干涉技术的重要应用之一。
以上只是光的干涉部分基础知识，其理论和应用广泛深入于物理学、光学工程、计量学、激光技术等领域。
光的干涉知识点归纳总结
光的干涉知识点归纳总结
光的干涉现象
两束（或多束）光在相遇的区域内产生相干叠加，各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和，形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象，称为光的干涉现象。
干涉原理
注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中，本书主要讨论的就是线性介质中的情况。
1、光波的独立传播原理
当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等）。
2、光波的叠加原理
在两列或多列波的交叠区域，波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。波叠加例子用到的数学技巧：注：叠加结果为光波复振幅的矢量和，而非强度和。分为相干叠加即叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和和非相干叠加即叠加场的光强
等于参与叠加的波的强度和。
光的干涉知识点总结
2.光源非单色性对条纹衬比度的影响
方垒型谱函数下干涉场的衬比度
k0 k / 2
I(L) I0＋i0 cos(kL)dk
k0 k / 2
I 0(1
sin v v
cos k0L)
其中
v
k 2
L
则
(L)
sin v v
sin
k 2
L
k L
第一次出现 此时 求得
0时的光程差称为最大光 程差LM k L / 2
( P)
10 (P, t) 20 (P, t)
2
( R2
R1)
2
(r2
r1)
当 Q 位于Ｚ轴上时，R =R 则 1 2,
(x, y) k d x,
D
k 2
(3)干涉条纹分布
I(x ,y ) I0(1 cos (x ,y ))
I(x,y )
I0(1
cos(k
d D
x ))
分波前干涉（将波前先分割再叠加，叠加广场来自同波源具有相同初始位相） 分振幅干涉（将光的能量分为几部分，参与叠加的光波来自同一波列，保证相位差 稳定） 2.2.2 杨氏双孔干涉实验：两个球面波的干涉 (1) 杨氏双孔干涉实验装置及其历史意义
（2） 光程差分析（要会推导）
X (x,y)
Z
(P )
光的干涉 知识点总结
第二章 光的干涉 知识点总结
2.1.1光的干涉现象
两束(或多束)光在相遇的区域内产生相干叠加,各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和,形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象,称为光的干涉现象。 2.1.2干涉原理 注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就是线性介质中的情况. (1)光波的独立传播原理
当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等） (2)光波的叠加原理
在两列或多列波的交叠区域，波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。
波叠加例子用到的数学技巧： （1） A +iB =√A 2+B 2(A √A 2+B
2
+i B √A 2+B 2
)=A t e iφt
（2）e
iφ1
=e
i[(
φ12+φ22)+(φ12−φ22
)] e
iφ1
=e
i[(
φ12+φ22)−(φ12−φ
22
)]
注:
叠加结果为光波复振幅的矢量和，而非强度和。
分为相干叠加(叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和)和非相干叠加(叠加场的光强等于参与叠加的波的强度和). 2.1.3波叠加的相干条件
干涉项：
相干条件：
（干涉项不为零） （为了获得稳定的叠加分布） （为了使干涉场强不随时间变化） 2.1.4 干涉场的衬比度
1.两束平行光的干涉场（学会推导） （1）两束平行光的干涉场 干涉场强分布：
21
ωω=10200
⋅≠r r
E E 2010ϕϕ-=常数()()
212121212()()()2=+⋅+=++⋅r r r r r r r r r
光的干涉知识点精解
光的干涉知识点精解
1．干涉现象
两列频率相同的光波在空中相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另外一些区域总减弱，出现明暗相间的条纹或者是彩色条纹的现象叫做光的干涉。
2．产生稳定干涉的条件
只有两列光波的频率相同，位相差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉。
由两个普通独立光源发出的光，不可能具有相同的频率，更不可能存在固定的相差，因此，不能产生干涉现象。
3．双缝干涉
(1)实验装置
一个有单缝的屏，作用是产生一个“线光源”。一个有双缝的屏，缝间间距相等，且大约为0.1毫米，作用是产生两个振动情况总是相同的光——相干光。一个光屏。
(2)实验方法
按图2-1放好三个屏。放置时屏与屏平行，单缝与双缝平行。然后用一束单色光投射到前面的屏上，结果在后面的屏上能看到明暗相间的等宽的干涉条纹。若换用白光做上述实验，在屏上看到的是彩色条纹。
(3)条纹宽度(或条纹间距)
双缝干涉中屏上出现明暗条纹的位置和宽度与两缝间距离、缝到屏的距离以及光波的波长有关。且相邻两明条纹和相邻两暗条纹之间的距离是相等的。
设双缝间距S1S2=S，缝到屏的距离r0，光波波长λ，相邻两明条纹间距y。如图2-2所示。
图中P为中央亮条纹，P1为离开中央亮条纹的第一条亮条纹。它们间距为y。
∴θ角很小(＜5°)
sinθ=tgθ
在Rt△P1OP中，
上式说明，两缝间距离越小、缝到屏的距离越大，光波的波长越大，条纹的宽度就越大。
当实验装置一定，红光的条纹间距最大，紫光的条纹间距最小。这表明不同色光的波长不同，红光最长，紫光最短。
(4)波长和频率的关系
光的干涉 知识点总结
（ 2.1.4 干涉场的衬比度
（ 1.两束平行光的干涉场（学会推导）
12（ （1）两束平行光的干涉场
） ）3 ） 干涉场强分布：
I x, y U1(x, y) U2 (x, y)
*
U1(x, y) U2 (x, y)
I1 I2 2 I1I2 cos
亮度U最1 (大xx值,,yy处) ：Ak1esiiknsin11xs1i0n 2U2xx, y20A21e0iksin2x20
结论： 1、低反射率情况下，多光束干涉与双光束干涉接近。 2、高反射率情况下，透射多光束接近
透射多光束干涉场
U~T ( )
U~' j
j 1
U~ T
(
)＝
1
1 R Rei
A0
干涉场强
IT ( )
U~T
U~ *T
1
I0 4R (1 R)2
s in 2
2
其中，R为光强反射率， R r 2
（1）光程差：
L0(P)
n(
AB
BP)
wk.baidu.comCP
2nh cos i
1 sin2 i
L0(P) 2nh cosi
一般采用垂直入射：
L0(P ) 2nh
（2）等厚干涉条纹主要特点： i、表面条纹形状与楔形板或薄膜的等厚线是一致的。
光的干涉 知识点总结
第二章光的干涉知识点总结
2.1.1光的干涉现象
两束(或多束)光在相遇的区域内产生相干叠加,各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和,形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象,称为光的干涉现象。
2.1.2干涉原理
注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就是线性介质中的情况.
(1)光波的独立传播原理
当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等）
(2)光波的叠加原理
在两列或多列波的交叠区域，波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。
波叠加例子用到的数学技巧：
（1）A+iB=√A2+B2(
√A2+B2+
√A2+B2
)=A t e iφt
（2）e iφ1=e i[(φ12+φ22)+(φ12−φ22)]e iφ1=e i[(φ12+φ22)−(φ12−φ22)]
注: 叠加结果为光波复振幅的矢量和，而非强度和。
分为相干叠加(叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和)和非相干叠加(叠加场的光强等于参与叠加的波的强度和).
2.1.3波叠加的相干条件
干涉项：
相干条件：
（干涉项不为零）
（为了获得稳定的叠加分布） （为了使干涉场强不随时间变化） 2.1.4 干涉场的衬比度
1.两束平行光的干涉场（学会推导） （1）两束平行光的干涉场
干涉场强分布：
亮度最大值处：∆φ=2mπ 亮度最小值处：∆φ=(2m +1)π 条纹间距公式
∆x =
λ
sin θ1+sin θ2
空间频率：
ƒ=1∆x ⁄
光的干涉现象知识点
光的干涉现象知识点
光的干涉现象是光学中的一种重要现象，它揭示了光波的特性和波
动性质。本文将深入探讨光的干涉现象的相关知识点，从双缝干涉到
薄膜干涉，让我们一起来了解其中的奥秘。
1. 光的波动性
在解释光的干涉现象之前，我们需要了解光的波动性质。光是电磁波，具有波粒二象性，既可被视为波，又可被视为由光子组成的粒子。
2. 干涉现象的概念
干涉是指两个或多个波的叠加所产生的相加或相消效应。当光波遇
到具有一定条件的传播介质或物体时，会产生干涉现象。
3. 双缝干涉
双缝干涉是最为经典的干涉实验。通过在光路上设置两个相距较近
的狭缝，使不同波源发出的光束相遇并叠加。在干涉屏上观察到交替
明暗的条纹，称为干涉条纹。
4. 单缝衍射
除了双缝干涉外，单缝衍射也是一种常见的光学现象。当单一光源
经过一个狭缝照射到屏幕上时，光波会在缝口边缘发生衍射，形成一
系列衍射条纹。
5. 干涉的条件
实现光的干涉需要满足一定的条件，包括相干光源、宽度适当的缝
隙以及相对稳定的干涉装置。
6. 马吕斯干涉仪
马吕斯干涉仪是一种常用的干涉装置，由两个凸透镜和一对半透半
反镜组成。通过调节透镜的位置和倾斜角度，可以实现干涉级数的调节。
7. 薄膜干涉
薄膜干涉是指光波在两个介质界面之间传播时发生的干涉现象。光
波在由两种折射率不同的介质界面形成的薄膜中，反射和透射多次发
生干涉，产生彩色的干涉条纹。
8. 薄膜干涉的应用
薄膜干涉现象在实际应用中具有重要的意义。例如，薄膜干涉被广
泛应用于涂层技术、光学仪器中的反射镜和透镜、彩色薄膜的制备等。
9. 多光束干涉
除了双缝干涉和薄膜干涉，还存在着多光束干涉现象。多光束干涉
光的干涉知识点总结
（1）计算思路：
i用到1中结论， 。
并且有
ii对整个线光源积分：
（2） 衬比度变化：
3面光源照明时的部分相干场
(1)计算思路
与2接近，只是将线积分改为面积分。
(2) 方孔光源
与线光源照明时形式一样，区别在于方孔时常数项I0＝B(ab),线光源时，I0=Bb
(3)圆盘光源
积分不能得到解析式
（4）扩展光源照明下等厚干涉条纹的特点。
扩展光源各点源形成的干涉条纹不重合，所以扩展光源照明下等厚干涉条纹衬比度下降。
2.3.3几种分振幅干涉仪及其应用。
重点掌握Michelson干涉仪
2.4多光束干涉
2.4.1多光束干涉的形成
结论：
1、低反射率情况下，多光束干涉与双光束干涉接近。
2、高反射率情况下，透射多光束接近
（1）相干孔径角：
(3)以孔径角表示衬比度的形式：
(4) 相干面积
2.2.6分波前干涉应用（了解）
2.3分振幅干涉
1.等倾干涉
光程差：
计算干涉场条纹分布时只考虑前两条光线是因为仅有前两条光线的强度较接近。
干涉条纹分布仅与入射光线的方向有关，同一干涉亮环对应的是同一入射倾角的光线在焦平面上的叠加，正因为如此这种干涉被称为等倾干涉。
定域条纹:在单设扩展光源照明平板的分振幅干涉中，干涉条纹的衬比度随观察屏的位置而变化，存在一个位置使衬比度达到最大值，这种衬比度与观察屏有关的干涉条纹称为定域条纹。
光的干涉 知识点总结
第二章光的干涉知识点总结
2.1.1光的干涉现象
两束(或多束）光在相遇的区域内产生相干叠加，各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和，形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象，称为光的干涉现象.
2。1。2干涉原理
注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就是线性介质中的情况. （1）光波的独立传播原理
当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性(频率、波长、振动方向、传播方向等)
(2）光波的叠加原理
在两列或多列波的交叠区域,波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。
波叠加例子用到的数学技巧：
（1）
（2）
注：叠加结果为光波复振幅的矢量和,而非强度和。
分为相干叠加（叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和）和非相干叠加（叠加场的光强等于参与叠加的波的强度和）。
2。1.3波叠加的相干条件
干涉项：
相干条件：
（干涉项不为零）
（为了获得稳定的叠加分布）
（为了使干涉场强不随时间变化）
2。1。4 干涉场的衬比度
1。两束平行光的干涉场（学会推导)
（1）两束平行光的干涉场
干涉场强分布：
亮度最大值处：
亮度最小值处：
条纹间距公式
空间频率:
（2）定义
衬比度
以参与相干叠加的两个光场参数表示：
衬比度的物理意义
1.光强起伏
2。相干度
2。2分波前干涉 2.2。1普通光源实现相干叠加的方法 (1）普通光源特性
• 发光断续性
• 相位无序性
• 各点源发光的独立性
根源:微观上持续发光时间τ0有限。
如果τ0无限，则波列无限长，初相位单一，振幅单一，偏振方向单一.这就是理想单色光。
光的干涉和衍射知识点总结
光的干涉和衍射知识点总结
光的干涉和衍射是光学中非常重要的现象，对于理解光的性质和应
用有着重要的意义。本文将对光的干涉和衍射的相关知识点进行总结，包括定义、原理、具体现象以及应用等方面。
1. 光的干涉
光的干涉是指光波的相位差引起的光波叠加现象。干涉可以分为相
干干涉和非相干干涉两种情况。
1.1 相干干涉
相干干涉是指两束或多束光波的相位差保持恒定并且稳定的干涉现象。两种常见的相干干涉现象包括干涉条纹和干涉色。
1.1.1 干涉条纹
干涉条纹是指两束或多束光波相遇后在空间中形成的亮暗相间的条
纹状图案。常见的干涉条纹实验有杨氏干涉实验和牛顿环实验等。
1.1.2 干涉色
干涉色是指光波经过透明薄膜或者薄片后产生的特殊颜色现象。干
涉色的产生是由于薄膜或者薄片对不同波长的光波产生不同的干涉效果。
1.2 非相干干涉
非相干干涉是指两束或多束光波的相位差随时间或位置的变化而引起的干涉现象。在非相干干涉中，光波的相位关系不稳定，因此干涉现象会随时间的变化而改变。
2. 光的衍射
光的衍射是指光波在通过障碍物或者经过缝隙、孔眼时发生的偏折现象。衍射可以分为衍射现象和衍射图样两个方面。
2.1 衍射现象
衍射现象是指光波在通过障碍物或者缝隙时出现的偏折现象。衍射现象的典型实验是夫琅禾费衍射实验，通过狭缝将光波限制在一定范围内，观察到光的弯曲现象。
2.2 衍射图样
衍射图样是指光波经过衍射现象后在屏幕上形成的图案。常见的衍射图样包括单缝衍射、双缝衍射和衍射光栅的图样。
3. 光的干涉和衍射的应用
光的干涉和衍射在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
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k
sin2
x20
亮度最大值处:
亮度最小值处:
条纹间距公式
空间频率:
(2)定义
衬比度 (I M I m ) (I M I m )
以参与相干叠加的两个光场参数表示:
2 I1I 2 I1 I2
衬比度的物理意义
2A1
A2
1
A1
A2
2
1、光强起伏
0 I(r) I01 cos(r)
2、相干度
光的干涉 知识点总结
ii 对整个线光源积分:
b/2
b/2
I (x, y) dI B(1 cos(2fx 2f0 x0 )dx0
b / 2
b / 2
（2） 衬比度变化:
sin f0b f0b
sin u u
当u 时，对给定的d下，b R ,此时＝0 d
光源极限宽度
b0
R d
同理，给定b下，
（1）
(2)
注: 叠加结果为光波复振幅的矢量与,而非强度与。 分为相干叠加(叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度与)与非相干叠加(叠加场的光强等 于参与叠加的波的强度与)、 2、1、3 波叠加的相干条件
2
I (r ) E1 E2 E1 E2 I1(r ) I2 (r ) 2 E1 E2
i 先分别求出两点光源在观察屏上的光强分布,关键就是找到关系式x
D R
x0 。
ii 然后根据
算得各点光源在观察屏上的光强分布 iii 由于两点光源非相干,所以总的光强分布可以直接由两者场强相加得到。 (2)衬比度变化
2 线光源照明时的部分相干场 （1） 计算思路:
i 用到 1 中结论,
。
并且有 dI(x ,y ) B(1 cos(2fx 2f0x0 ))dx0
(P )
2
r2
r1
j 2 ,
干涉相长
(P )
2
r2
r1
(2j
1) ,
干涉相消
亮条纹与暗条纹在空间形成一系列双叶旋转双曲面。在平面接收屏上为一组双曲线,明暗交
光的干涉 知识点总结
错分布。干涉条纹为非定域的,空间各处均可见到。
(5)干涉条纹间距公式
由 I(x ,y ) 条纹间距:
I 0(1
光的干涉 知识点总结
第二章 光的干涉 知识点总结
2、1、1 光的干涉现象 两束(或多束)光在相遇的区域内产生相干叠加,各点的光强不同于各光波单独作用所产生的 光强之与,形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象,称为光的干涉现象。 2、1、2 干涉原理 注:波的叠加原理与独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就就是线性介质中的情 况、 (1)光波的独立传播原理 当两列波或多列波在同一波场中传播时,每一列波的传播方式都不因其她波的存在而受到影 响,每列波仍然保持原有的特性(频率、波长、振动方向、传播方向等) (2)光波的叠加原理 在两列或多列波的交叠区域,波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之 与。 波叠加例子用到的数学技巧:
(x
ห้องสมุดไป่ตู้
d )2 2
y2
D2
得 r22 r12 2xd
由 r22 r12 (r2 r1 )(r2 r1 )， r22 r12 2xd
得 r2
r1
2 xd r2 r1
2 xd 2D
dx D
( P)
10 (P, t) 20 (P, t)
2
( R2
R1)
2
(r2
r1)
当 Q 位于Ｚ轴上时,R =R 则 1 2, (x, y) k d x, D
k 2
(3)干涉条纹分布
I(x ,y ) I0(1 cos (x ,y ))
I(x,y )
I0(1
cos(k
d D
x ))
(4) 非近轴近似下的干涉条纹分布
I(x ,y ) I0(1 cos (x ,y ))
2、2、3 其它分波前干涉装置(了解,见 PPT)
2、2、4 光源宽度对干涉场衬比度的影响(学会推导,记住图即可)
扩展光源 (extended source of light)
具有一定的尺寸与体积 大量非相干点源的集合
多组干涉条纹的非相干叠加降低衬比度
1 两个分离点源照明时的部分相干场
（1） 计算思路:
3 双面孔光极限 源间 照隔 明时d0的部Rb分相干场
干涉项: 2 E1 E2 E10 E20{ cos(k1 k2 ) r (20 10 ) (2 1)t
相干条件:
cos(k2 k1) r (20 10 ) (2 1)t }
(干涉项不为零)
(为了获得稳定的叠加分布)
((12
E ))(3
(为了使干涉场强不随时间变化) 2、1、4 干涉场的衬比度 1、两束平行光的干涉场(学会推导) (1)两束平行光的干涉场
定) 2、2、2 杨氏双孔干涉实验:两个球面波的干涉
(1) 杨氏双孔干涉实验装置及其历史意义
光的干涉 知识点总结
（2） 光程差分析(要会推导)
X (x,y)
Z
(P )
10(P ,t ) 20(P ,t )
2
(R 2
R1)
2
(r2
r1)
由 r12
(x
d )2 2
y2
D 2,
r22
2 12 0 0 )
E
干涉场强分布:
I x, y U1(x, y) U2 (x, y)
*
U1(x, y) U2 (x, y)
I1 I2 2 I1I2 cos
光的干涉 知识点总结
U1
(
x,
x,
y)
y
Ak1esiiknsin11xs1i0n
2U
2xx,
y 20A21e0 i
(x, y) k sin1 sin2 x 20
完全相干 完全非相干 部分相干
2、2 分波前干涉 2、2、1 普通光源实现相干叠加的方法 (1)普通光源特性
• 发光断续性 • 相位无序性 • 各点源发光的独立性 根源:微观上持续发光时间τ0 有限。 如果τ0 无限,则波列无限长,初相位单一,振幅单一,偏振方向单一。这就就是理想单色光。 (2)两种方法 分波前干涉(将波前先分割再叠加,叠加广场来自同波源具有相同初始位相) 分振幅干涉(将光的能量分为几部分,参与叠加的光波来自同一波列,保证相位差稳
cos(k
d D
x ))，k d D
x
2
d D
x
2j
得 x j
e
j
D d
(j 1)
D d
j
D d
D d
(６) 干涉条纹的物理意义:
光程差
r2 r1 m
时
亮条纹；
r2
r1
(m
1 2
)
时
暗条纹；
物理意义:
1、干涉条纹代表着光程差的等值线。 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 2π。