光的干涉 知识点总结

光场的空其间中相干性是指在光源照明空间中横向任v意两 点2k位置L处的光场U~1 和U~2 之间的相干
U程 （ (~3则21度 )之）以，间相孔其的干径相相孔角干干径表程程角示d度度(：0衬是。比L由)度R光b的源,s形本iv式身n v：的性质s决in定2k的2k，L可L以通过干涉场的衬比度 来定量描述U~1 和
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
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（1） 计算思路：
i 用到 1 中结论，
。
并且有
ii 对整个d线I(光x源,y积)分：B(1 cos(2fx 2f0x0 ))dx0
(4) 相干面积
2.2.6 分波前干定涉义应相用干（了孔解径）角0
d0 ， R
2.3
分振幅干涉
则
b
0
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。
稳定） (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）
(3)干涉条纹分布
(当4) Q非近位轴于近Ｚ似下轴的上干时涉条，纹R分=布R 则
X
(x,y) 亮条纹和暗条纹在空间形成一系1 列双2,叶旋转双曲面。在平面接收屏上为一组双曲线，明暗交
错分布。干涉条纹为非定域的，空间各处均可见到。
（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).
干涉项：2 E1 E2 E10 E20{ cos(k1 k2 ) r (20 10 ) (2 1)t
相干条件：
2 亮度最大值处：
3 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：
衬比度的物理意义
1.光强起伏
2A1
A2
1
A1
A2
2
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2.相干度
1 完全相干 2.2分波前干0涉 完全非相干
(1)普通光源特性
0• 发光1断续部性分相干
• 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。 (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
积分不能得到解析式
圆盘光源极限直径：
1光.b谱源0 线有 宽一1.度定1谱0 R线d宽度是光源发光的断续性造成的。
假设某一微观粒子辐射出的光波复振幅可表示为：
则 当i(广EE(播)(tt))强g度0(ex随p) (2频i率时4的0，sti)n分,2 布((：其，200))2他t时2间2 为该辐射光谱宽度。当 取无穷大时，就对应理想单
（ 3(I1(2)x） 面计,y光算)衬源s思i比照路nbbf/度明/202dbf变I时0b化的bb：部//22B分(s1相iun干cuo场s(2fx 2f0 x0 )dx0
与 2 接近，只是将线积分改为面积分。
(2) 方孔光源
与 (I3(线 )x圆光,y盘源)光照源明I时0(形1 式一si样nf，0bf区0b别c在os于2方f孔x 时) 常数项 I0＝B(ab),线光源时，I0=Bb
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第二章 光的干涉 知识点总结
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。 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：
色光的情况；当 较大以致
时，就称为准单色光由
，
可得：
这是一般情况下发光时间与谱线宽度的简单关系。
2.光源非单色性对条纹衬比度的影响
Fra Baidu bibliotek方垒型谱函数下干涉场的衬比度
准 的I单 。(色L光)持续I发0＋光i时0 kk00间有kk c//限o22 s，(因k而LL发)d0 k射的c波I00列(1长度s是ivn有v限c的os，k相0邻L波) 列之间相位关系是随机
(5)干涉条纹间距公式
条由纹 间I距(x：,y ) I 0(1 cos(k (６) 干涉条纹的物理意义：
d D
x ))，k
d D
x
2
d D
x
2j
光得程 差 xj j
物r理2 意义r1： m
D d
时
Z
1、亮干条涉纹条； 纹代表着光程差的等值线。
22、 .r22相 .3邻其r两1它个分干(波m涉前条干纹12涉)之装间置其（光了时程解差，变见化P量PT为）一个波长 l，位相差变化 2π。
2.暗2.4条光纹源；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)
具有一定的尺寸和体积
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：
i 先分别求出两点光源在观察屏上的光强分布，关键是找到关系式x
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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
cos(k2 k1) r (20 10 ) (2 1)t }
E10 E20 0
（干涉项不为零）
2 1
（为了获得稳定的叠加分布）
20 10 常数 （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
1 干涉场强分布：