1-4分波面双光束干涉
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2 r0 d
r0 r0 2 r0 3 r0 2d d d 2d
0
y
10
2、 菲涅耳双面镜
杨氏实验装置中的小孔 或狭缝都很小，他们的 边缘往往对实验产生影 响（衍射），而使问题 复杂化。继杨氏实验之 后，菲涅耳又做了两个 新的实验。装置更为简 单，分别称为菲涅耳双 面镜和菲涅尔双棱镜实 验。
L
2a
13
劳埃德镜实验有一个特点，当观察屏与玻璃的一端 接触时，点S和S到O的距离相等。因此，理论上O处的光 强应该为最大值（明条纹），实际观察到的都是暗条纹 （最小值）。而应该出现最小值的地方实际观察到的却 是亮条纹。
x 干涉区
S
A B
a
d
O
S
O
14
L
x 干涉区
S
A
P
a
d
O
B
O
S
S1
r1 r2
P
0
S2
r0
I I1 I 2 2 I1I 2 cos
2
(r2 r1 )
8
光强
I1 I 2 I 0 ,
I 2I 0 2I 0 cos
因此光强分布公式为： 观察到的条纹形状：
I 4 I 0 cos . 2
2
小孔：明暗相间的双曲线条纹
完全一样
E1
（频率, 相位, 振动方向,传 播方向都相 同）
自1960年激光出现以后，使光源的相干性大大提 高，从而使得光的干涉现象较易观察到。
4
1.4.2
获得稳定干涉图样的条件
从同一批原子发射出来经过不同光程的两列光波
①光源的相干性； ②接收器的时间响应能力。
（ 1）分波面干涉 1.4、1.5 a.等厚干涉 1.8、1 干涉的分类： （ 2）分振幅干涉 b.等倾干涉 1.7、1 3）分振动面干涉 5.9 （ 5
16
例2 ：杨氏双缝的间距为 0.2 mm ，双缝与屏的距离 为 1 m 。若第 1 级明纹到第 4 级明纹的距离为 7.5 mm ，求光波波长。
d 0.2 7.5 0.5 10 3 (mm ) 500nm 解： y 3 r0 10 3
17
p
分波面法
S*
S*
p ·
分振幅法
6
1.4.3
几种典型的分波面干涉实验
1、 杨氏双缝干涉实验
1801年英国物理学家 Thomas Young(17731829) ，首先以极简单 的装置获得了干涉条 纹，开创了“分波面 法” 双光场干涉实验 的先例。这一实验的 历史意义是重大的。
7
y
S
r 0 屏幕上光强分布规律 式中
11
菲涅耳双面镜实验装置图
S
d 2r sin r0 r L
干涉区
屏 幕
A
M1
S1
d
S2
o
M2
B
r
条纹间距为:
L
12
( r L) y 2r sin
3、 劳埃德镜实验
1834年，H. Lloyd
x 干涉区
A B
S
a
d
S
O
L 条纹间距为
x
L
这一变化必然是在反射过程中发生的———半波损失 d 则P点的光程差为 S P SP y 也可用 15 2 r0 2 2
例 1: 在杨氏双缝实验中，用折射率 n=1.58 的透明薄膜 盖在上缝上，并用 6.328 107 m的光照射，发现中 央明纹向上移动了5条，求薄膜厚度。
解：设P点为放入薄膜后中央明纹的 位置，薄膜的厚度为x
r2 (r1 x nx) 0
r2 r1 j
S1
d
x
r1
P
r2
0
又因P点是未放薄膜时第N级的位置
S2
7 j 5 6.328 10 6 可得： x 5.46 10 m n 1 1.58 1
2
普通光源：自发辐射 能级跃迁辐射
E2 E1
波列
= (E2-E1)/h
波列长 L 0 c
0 10 8 秒
· ·
独立(不同原子发的光)
独立(同一原子先后发的光) 原子发光：方向不定的振动；瞬息万变的初相位; 此起彼伏的间歇振动
3
激光光源：受激辐射
E2
= (E2-E1)/h
第1章 光的干涉
（Interference of light） §1.4 分波面双光束干涉 1.4.1 光源和机械波源的区别
光的干涉现象无可辩驳地肯定了光的波动性，但通 常情况下，当两个光源同时照明同一区域时，观察不到 干涉图样，说明通常两个独立的普通光源之间的叠加是 非相干叠加，即它们是非相干光源。为什么普通的独立 光源是非相干光源呢？这是由它们的发光机制决定的。
狭缝：明暗相间的、相互平行的直条纹 条纹间距：
r0 y y j 1 y j d
9
光强分布曲线
I 4 I 0 cos 2
2
3 2 2
1 2
0
0
2
2
r0
d
3 2
2
Baidu Nhomakorabea
-4 -3
-2 -
r0
2d
3
3 r0 2d
4
1
机械波与光波的差异：
在力学、声学现象和微波技术中，独立振源的 振动在观察时间内通常是持续进行的，是不中断的， 频率相对较低，它们之间的相位差能够保持不变。 所以独立的机械波振源一般是相干的，因此通常干 涉比较容易实现。 但是，在光学现象中，由于原子辐射的复杂性， 在不同瞬时所得的干涉图样变化的非常快而不规则。 使得人眼和通常的探测仪器都观察不到干涉现象。
r0 r0 2 r0 3 r0 2d d d 2d
0
y
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2、 菲涅耳双面镜
杨氏实验装置中的小孔 或狭缝都很小，他们的 边缘往往对实验产生影 响（衍射），而使问题 复杂化。继杨氏实验之 后，菲涅耳又做了两个 新的实验。装置更为简 单，分别称为菲涅耳双 面镜和菲涅尔双棱镜实 验。
L
2a
13
劳埃德镜实验有一个特点，当观察屏与玻璃的一端 接触时，点S和S到O的距离相等。因此，理论上O处的光 强应该为最大值（明条纹），实际观察到的都是暗条纹 （最小值）。而应该出现最小值的地方实际观察到的却 是亮条纹。
x 干涉区
S
A B
a
d
O
S
O
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L
x 干涉区
S
A
P
a
d
O
B
O
S
S1
r1 r2
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S2
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I I1 I 2 2 I1I 2 cos
2
(r2 r1 )
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光强
I1 I 2 I 0 ,
I 2I 0 2I 0 cos
因此光强分布公式为： 观察到的条纹形状：
I 4 I 0 cos . 2
2
小孔：明暗相间的双曲线条纹
完全一样
E1
（频率, 相位, 振动方向,传 播方向都相 同）
自1960年激光出现以后，使光源的相干性大大提 高，从而使得光的干涉现象较易观察到。
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1.4.2
获得稳定干涉图样的条件
从同一批原子发射出来经过不同光程的两列光波
①光源的相干性； ②接收器的时间响应能力。
（ 1）分波面干涉 1.4、1.5 a.等厚干涉 1.8、1 干涉的分类： （ 2）分振幅干涉 b.等倾干涉 1.7、1 3）分振动面干涉 5.9 （ 5
16
例2 ：杨氏双缝的间距为 0.2 mm ，双缝与屏的距离 为 1 m 。若第 1 级明纹到第 4 级明纹的距离为 7.5 mm ，求光波波长。
d 0.2 7.5 0.5 10 3 (mm ) 500nm 解： y 3 r0 10 3
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p
分波面法
S*
S*
p ·
分振幅法
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1.4.3
几种典型的分波面干涉实验
1、 杨氏双缝干涉实验
1801年英国物理学家 Thomas Young(17731829) ，首先以极简单 的装置获得了干涉条 纹，开创了“分波面 法” 双光场干涉实验 的先例。这一实验的 历史意义是重大的。
7
y
S
r 0 屏幕上光强分布规律 式中
11
菲涅耳双面镜实验装置图
S
d 2r sin r0 r L
干涉区
屏 幕
A
M1
S1
d
S2
o
M2
B
r
条纹间距为:
L
12
( r L) y 2r sin
3、 劳埃德镜实验
1834年，H. Lloyd
x 干涉区
A B
S
a
d
S
O
L 条纹间距为
x
L
这一变化必然是在反射过程中发生的———半波损失 d 则P点的光程差为 S P SP y 也可用 15 2 r0 2 2
例 1: 在杨氏双缝实验中，用折射率 n=1.58 的透明薄膜 盖在上缝上，并用 6.328 107 m的光照射，发现中 央明纹向上移动了5条，求薄膜厚度。
解：设P点为放入薄膜后中央明纹的 位置，薄膜的厚度为x
r2 (r1 x nx) 0
r2 r1 j
S1
d
x
r1
P
r2
0
又因P点是未放薄膜时第N级的位置
S2
7 j 5 6.328 10 6 可得： x 5.46 10 m n 1 1.58 1
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普通光源：自发辐射 能级跃迁辐射
E2 E1
波列
= (E2-E1)/h
波列长 L 0 c
0 10 8 秒
· ·
独立(不同原子发的光)
独立(同一原子先后发的光) 原子发光：方向不定的振动；瞬息万变的初相位; 此起彼伏的间歇振动
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激光光源：受激辐射
E2
= (E2-E1)/h
第1章 光的干涉
（Interference of light） §1.4 分波面双光束干涉 1.4.1 光源和机械波源的区别
光的干涉现象无可辩驳地肯定了光的波动性，但通 常情况下，当两个光源同时照明同一区域时，观察不到 干涉图样，说明通常两个独立的普通光源之间的叠加是 非相干叠加，即它们是非相干光源。为什么普通的独立 光源是非相干光源呢？这是由它们的发光机制决定的。
狭缝：明暗相间的、相互平行的直条纹 条纹间距：
r0 y y j 1 y j d
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光强分布曲线
I 4 I 0 cos 2
2
3 2 2
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3 2
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Baidu Nhomakorabea
-4 -3
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3 r0 2d
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机械波与光波的差异：
在力学、声学现象和微波技术中，独立振源的 振动在观察时间内通常是持续进行的，是不中断的， 频率相对较低，它们之间的相位差能够保持不变。 所以独立的机械波振源一般是相干的，因此通常干 涉比较容易实现。 但是，在光学现象中，由于原子辐射的复杂性， 在不同瞬时所得的干涉图样变化的非常快而不规则。 使得人眼和通常的探测仪器都观察不到干涉现象。