§分波面双光束干涉资料

x
I
r0
图3.2 杨氏实验装置
装置中的数据一般可取：
双孔(缝)间隔：d0.1mm1mm 横向观察范围：x1cm10cm 双孔与屏的距离：r0 1m10m
（2）实验原理的分析
120000((tt))22R R1220102(R2R1)
(1)
（3）实验结果——干涉强度分布
kn2r2n1r12 (r1r2)
A S 1 sin (i1 i2) 2、解释 （1）掠射——在洛埃镜实验中。
A p 1tg (i1 i2) A p 1 tg (i1 i2)
n2 n1 1 n1sini1n2sini2
i190 ,i1i290
令： As1,Ap1 0 As10, Ap10
lim As1 lim sin(i1 i2) = cosi2 1 A i1900 s1 i1900 sin(i1 i2) cosi2
1、基本设想：
2、实现方法 （1）分波振面法——从光源发出的同一波的波面上取出两个 次波源。（杨氏干涉）。 （2）分振幅法——把同一波列的波分为两束。（薄膜干涉）。
振幅分割法
波阵面分割法
s1
光源 *
s2
三、分波面法干涉实验
1、杨氏干涉实验：
x x
p
（1）装置
r1
·
R1
S1 d
s
R2
S2
x
r2
0
x0
r2r12xrd0 2
原为明纹处：xd 2 j 时 (2j 1) 暗
r0
2
2
原为暗纹处： xd (2j 1)
r0
2
时 2 j
2
明
5、维纳驻波实验。
h 2
l
2 sin
l
h
图3.6维纳驻波实验 结论：直射时产生了半波损失。
四、半波损失的解释 1、理论：菲涅耳公式如下 反射： A S 1 sin (i1 i2)
xr d 0r2 c r o s sin l r 2 r l
x r d 0 r 2 c r o s s in l 即 平 r行 光 入 射 2 s in
4、 洛埃镜
图3.5洛埃镜实验 揭示了光在介质表面上反射，且入射角接近90°（掠射） 时，产生了半波损失。
(5)由合振幅的平均光强公式可说明，干涉图样实质上体现了参 与相干叠加的光波间相位差的空间分布。即干涉图样的强度记 录了相位差的信息，这也就是全息照相的原理。
2、菲涅耳双面镜
d 2 r s i n ; r 0 r c o s l
源自文库
类似于杨氏双缝（或双孔）干涉实验，菲涅耳双面镜干涉 条纹的间隔：
(4)
（1）最大位置：
= r2r1drx 02j 2 xM j 2jr d 0 2
(5)
Im paxA 1 2A 2 22A 1A 2A 1A 22
(j0,1 , 2, )
（2）最小位置：
= r2r1drx 0(2j1) 2 xm j (2j1)r d 0 2
(6)
Im pinA 1 2A 2 22A 1A 2A 1A 22
§1.3分波面双光束干涉
一、普通光源的发光机理及特性
1、光源——发射光波的物质。 （1）热辐射。热能转化为光能。如太阳、白炽灯都属热辐射发
光光源。 （2）电致发光。电能直接转换为光能；如闪电、通电稀薄气体
发出的辉光 。
（3）光致发光。用光激发引起的放光现象。如日光灯。 荧光物质、磷光物质。
（4）化学发光。由于化学反应而发光的过程 ；例如燃烧过程
i1 0 0 n1 n2 As1 0, Ap1 0
| Ap1 | n2 n1 | Ap1 | n2 n1
| As1 | n2 n1 | As1 | n2 n1
直射时产生了半波损失。
作业：《光学教程》 姚启均 1.1——1.6 题
(2)
r 2 r 1 d sin d x/r 0
(3)
或
r r 1 2 2 2 r r0 0 2 2 ( (x x d d//2 2 ) )2 2 r2 2 r 1 2 (r2 r 1 )(r2 r 1 ) 2 x d
光程差：
r2r1r2 2x dr1 r 2D r 1 d 2r0 drx0
lim Ap1 lim tg(i1 i2) = ctgi2 =1
A i1900
p1
i1900 tg(i1 i2) ctgi2
（2）正射——维纳驻波实验。
图3.8 A S 1 sin (i1 i2) A S 1 sin (i1 i2)
A p 1tg (i1 i2) A p 1 tg (i1 i2)
2、发光机理 处于激发态的原子或分子的自发辐射。
3、普通光源发出的光的特性
所以，一般光源发出的光波往往可以看作是大量的有许多断
续的、彼此独立的波列构成，各波列的频率、振动方向、初
相等彼此独立随几分布。
I
（1） 不恒定。
I0
（2）非单色性。
（3）单色性量度
I0
2
谱线半高宽度
o
二、获得稳定干涉花样的方法
(j0,1,2, )
（3）条纹间距：
xxj1
xj
r0
d
(7)
（4）干涉图样：
这些点的轨迹是以s 1 s 2 为轴线的双叶旋转双曲面. 图3.3
5、特征：
(1)各级亮条纹的光强相等，条纹间距相等
(2) xr0/d
(3)
d x r0
(4)复色光（白光）：彩色条纹，“红外紫
内”
红
大
K+1
紫
红
K
小
紫