劳埃德镜和菲涅尔双面镜10-2分振幅干涉

I 1 I 2 2 I 1 I 2 cos ; 其 中cos

1

0
cos dt
§10-1 分波前干涉
3. 两列同频率的光波的叠加
I I1 I 2 2 I1 I 2 cos ; 2

L ( 20 10 ),
1. 等倾干涉 2. 等厚干涉: 劈尖干涉和牛顿环 3. 麦克尔逊干涉仪
§10-1 分波前干涉
§10-1 分波前干涉
一. 光的相干
任何发光的物体, 都可以叫做光源. 光源的最基本发光单元是分子、原子。
能级跃迁辐射
E2

波列
= (E2-E1)/h
E1

波列长 L = c
§10-1 分波前干涉
§10-1 分波前干涉
(2) 条纹分布

d ΔL

r1
r2
D
P
.
y
y
y0
y I
0
亮纹 暗纹
D L k , yk k , k (0,1,2„) d 1 1 D L ( k ) , yk ( k ) 2 2 d
§10-1 分波前干涉
4. 普通光源获得相干光的途径 思考 : 若照明灯是相干光源?
把普通光源上同一批原子发出的光一分而二 (两束光, 1 2 , 20 10 0 ), 并让它们殊途同 归(r2≠ r1)实现相干叠加.
P
分波面法： S *
P ·
薄膜
在P点 相干叠加
分振幅法： S *
cos

1

0
cos dt
•非相干叠加
20 10 “瞬息万变”, 一会儿同相, 一会儿反相
cos
若I1 I 2 , 则I 2 I 0 无干涉现象,
空间各处都是平均的照度. 如照明灯之间的情形.

1
cos dt 0 I I1 I 2 0
§10-1 分波前干涉
二. 杨氏干涉 1.实验装置 (平面单色光入射)
S1
r1
·
r2
0
y P

S0
S2
z
托马斯• 杨
A
B
C
构思精巧: 同一列波的同一波面上取出两个次波源,总 是相干的. 一切分波前干涉装置的设计思想都仿效于此. 它最先为光的波动性提供实验证据的光的干涉实验, 是导致光的波动性得到普遍承认的关键性实验.
§10-1 分波前干涉
2.光程差及条纹特点 (1)光程差
S1
r1

P y r2 o
·
y z
d
半径足够长, 弧长足够小 则弧与半径 近似垂直.
两锐角的边 分别垂直, 则两角相等.
S2 Δ
L
D 实验条件 (不加说明时, 实验在真空(或空气)中进行) •双缝(或孔)间隔: d~0.1mm-1mm, [d >>λ ,能有干涉] •横向观测范围: y~1cm―10cm, [y<<D,保证振动方向] •缝平面与屏间距: D ~1m―10m, [D>>d, y,相干长度]
复习讨论波动 1.横波 2.纵波 3.驻波 4.驻波的节,腹距离 5.驻波的节,腹位相 6.驻波的能量分布,形式,流向 7.固定端反射波方程 8.自由端反射波方程.
波动光学
光学是研究光的传播以及它和物质相互作用
问题的学科。 光学通常分为以下三个部分： 以光的直线传播规律为基础，主要 ▲ 几何光学： 研究各种成象光学仪器的理论。
3. 两列同频率的光波的叠加 2 E某时刻 E cos( t k r ); I E 1, 2 10 , 20 1, 2 1, 2 10 , 20 1, 2 10 , 20 , 某交叉空间点
E E1 E 2 E 0 cos( t 0 ); I E 02 E 0 E E 2 E10 E 20 cos
研究光的传播规律中波动性质， 特别 ▲ 波动光学： 是干涉、衍射、偏振的理论和应用。
以光的量子理论(粒子性)为基础(laser)， ▲ 量子光学：
研究光与物质相互作用的规律。
第十章
§10-1 分波前干涉
光的干涉
1. 光的相干 2. 杨氏干涉实验 3. 其它干涉装置: 劳埃德镜和菲涅尔双面镜
§10-2 分振幅干涉 —薄膜干涉

§10-1 分波前干涉
3. 两列同频率的光波的叠加
I I1 I 2 2 I1 I 2 cos ; 2

L ( 20 10 ),
cos

1

0
cos dt
•相干叠加
20 10 const. cos cos 若 20 10 0, I1 I 2 I 0 ,
I 2 I 0 (1 cos ) 4 I 0 cos L L k I 4I 0 干涉相长 ; 形成亮纹
2
1 L ( k ) I 0 干涉相消 , 形成暗纹 . 2 I 依赖于Δ L, 即r1, r2, 决定于空间点位置, 有些处干 涉相长 I=4I0 亮纹, 有些处干涉相消 I=0 暗纹; 且不 随时间变化. 光强形成稳定的空间分布―干涉图样.
1. 普通光源：自发辐射, 热辐射
· ·
独立（不同原子发的光）
独立（同一原子先后发的光）
具有间歇性和随机性, 波列有一定长度, 长度不等, 波列间没有固定相位差. 非相干光源, 如照明灯.
2. 相干光源：满足相干条件的两(或多)个光源
单色光: 单一波长的光(理想); 准单色光: 复色光:
§10-1 分波前干涉
2
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I 2 I 0 (1 cos L) 4 I 0 cos L
I 依赖于r1, r2, 决定于空间点, 且不随时间变化, 光强形成了稳定的空间分布, 干涉图样.
§10-1 分波前干涉
3. 两列相干光波的叠加
•相干叠加
若 20 10 0, I1 I 2 I 0 ,
2 10 2 20
P
S1
.
( t k 2 r2 20 ) ( t k1r1 10 )
2
2

( n2 r2 n1r1 ) ( 20 10 )
2
S2
.

L ( 20 10 )
2 2 I E 0 E10 E 20 2 E10 E 20 cos