最新光的干涉 知识点总结

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高中物理光的干涉知识点总结

高中物理光的干涉知识点总结

高中物理光的干涉知识点总结
光的干涉是光学中的一个重要概念,涉及到干涉现象的原理、种类、特征和应用等方面。

以下是高中物理光的干涉知识点总结:
1. 光的干涉原理
干涉原理是指两个或多个相干光源发出的光在某些情况下会发
生干涉现象。

干涉现象是由光的相干性引起的,当两个或多个光源发出的光相互接近时,它们就会干涉在一起,形成干涉条纹。

2. 干涉条纹的种类
干涉条纹的种类有:干涉衍射条纹、干涉屏散条纹、干涉筛法条纹、干涉干涉条纹等。

其中,干涉衍射条纹是最为普遍的干涉条纹类型,它是由于干涉仪本身的结构所引起的。

3. 干涉仪
干涉仪是一种利用干涉原理进行实验的工具,常见的干涉仪有干涉仪、单色干涉仪、干涉显微镜等。

干涉仪可以用来测量光的波长、频率、相位等参数,从而实现对光的深入探究。

4. 干涉条纹的特征
干涉条纹的特征包括:
- 干涉条纹具有重复性:相同频率的光在一起会产生干涉条纹,
不同频率的光在一起也会产生干涉条纹,条纹的频率会重复。

- 干涉条纹具有干涉斑:当光源不同的时候,产生的干涉斑大小
不同,干涉条纹的形态也不同。

- 干涉条纹具有随机性:干涉条纹的形态和位置取决于光源的位
置和时间。

5. 干涉的应用
干涉现象在科学研究和实际应用中有着广泛的应用,例如: - 利用干涉现象测量光的频率和波长
- 利用干涉现象分析光的干涉和衍射现象
- 利用干涉现象制作光纤通信和光学传感器等。

光的干涉与衍射现象知识点总结

光的干涉与衍射现象知识点总结

光的干涉与衍射现象知识点总结光的干涉与衍射是光学中重要的现象,它们揭示了光的波动性质,在实践中也有广泛的应用。

本文将对光的干涉与衍射的基本概念、原理以及相关应用进行总结和介绍。

一、光的干涉1. 干涉现象:当两束或多束光线相交时,由于波的叠加作用,会出现干涉现象。

干涉可以分为构造性干涉和破坏性干涉两种形式。

2. 条纹:干涉现象的直观表现形式是条纹,主要包括等厚条纹和等倾条纹。

等厚条纹是由于路径差相同造成的,等倾条纹是由于相位差相同造成的。

3. 干涉条件:干涉需要满足一定的条件,主要包括光源相干性、波长一致性和路径差控制等。

4. 普通光的干涉:当普通光束通过对光程产生差异的介质时,会发生干涉。

这种干涉称为普通光的干涉,包括薄膜干涉、牛顿环干涉等。

5. 杨氏双缝干涉:杨氏双缝干涉是指当单色光通过两个相隔很近的狭缝后形成的干涉现象。

杨氏双缝干涉实验证明了光的波动性。

6. 条纹间距:杨氏双缝干涉中的条纹间距与波长、双缝间距以及干涉角等因素相关。

7. 洛仑兹因子:洛仑兹因子是描述光的干涉强度分布的参数,它与干涉条纹的形状和相对强度有关。

二、光的衍射1. 衍射现象:当光通过物体边缘或开口时,会发生衍射现象。

衍射是光的波动性质的直接证据之一。

2. 衍射图样:衍射现象表现为物体周围出现一系列的暗纹和亮纹,形成特定的衍射图样。

3. 容积衍射:容积衍射是当光通过有限尺寸的孔径或障碍物时产生的衍射现象。

容积衍射的特点是衍射图样具有一定的立体效应。

4. 菲涅尔衍射:菲涅尔衍射是一种近视衍射,适用于观察近距离衍射现象。

5. 考克斯-林德尔衍射:考克斯-林德尔衍射是一种远视衍射,适用于观察远距离衍射现象。

6. 衍射限度:衍射限度是衡量衍射现象的分辨能力的指标,与光源波长和孔径大小有关。

三、光的干涉与衍射的应用1. 干涉仪:干涉仪是利用光的干涉原理测量物体性质的仪器,如迈克耳逊干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等。

2. 光栅:光栅是一种具有规则周期性结构的光学元件,常用于光谱分析、波长测量等方面。

光的干涉和衍射的应用知识点总结

光的干涉和衍射的应用知识点总结

光的干涉和衍射的应用知识点总结光的干涉和衍射是光学中的重要现象,广泛应用于科学研究和实际生活中的各个领域。

本文将对光的干涉和衍射的基本知识点进行总结,并介绍它们在不同领域的应用。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加时产生的干涉现象。

干涉有两种类型:构成干涉的光波可以是来自不同光源的相干光,也可以是来自同一光源的相干光。

干涉的结果通常表现为明暗相间的干涉条纹。

1. 干涉的条件:光的干涉需要满足相干性和叠加原理两个条件。

相干性是指光波的相位关系保持稳定,以使叠加时产生干涉现象;叠加原理是指两个或多个光波在空间中叠加时,相位和振幅的叠加。

2. 结果解释:光的干涉结果可以通过相长干涉和相消干涉来解释。

相长干涉发生在两束光波的相位差为整数倍波长时,叠加结果增强,形成亮条纹;相消干涉发生在两束光波的相位差为半整数倍波长时,叠加结果减弱或抵消,形成暗条纹。

3. 干涉的类型:根据光波的传播方向和干涉装置的不同,干涉可分为菲涅尔干涉、杨氏双缝干涉、牛顿环干涉等多种类型。

二、光的衍射光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过小孔时发生弯曲和扩散的现象。

与干涉不同,衍射只需要一束光波即可产生。

1. 衍射的条件:发生衍射需要满足波的传播和障碍物上的不连续性两个条件。

光波具有波动性质,当光波与障碍物边缘相遇时,波的传播方向发生弯曲和扩散,并形成衍射。

2. 衍射的特点:衍射的特点包括衍射现象的波波相干性和衍射图样的形状。

衍射图样通常是在光屏上形成的一系列暗纹和亮纹,具有特定的分布规律。

三、光的干涉和衍射的应用1. 显微镜和望远镜:显微镜和望远镜利用光的干涉原理增强了物体细节的观察能力。

干涉显微镜通过将样品与参考光波相干叠加,提高了显微观察的分辨率;望远镜使用干涉镜片形成干涉环,增强了天体观测的清晰度。

2. 激光:激光是光的干涉和衍射的重要应用之一。

激光的产生和放大是通过光的干涉和衍射效应控制的。

激光具有高强度、高单色性和高直行性的特点,在通信、材料加工、医学等领域有广泛应用。

光的干涉知识点归纳总结

光的干涉知识点归纳总结

光的干涉知识点归纳总结
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,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,(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。

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。

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。

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有关,即在和d不变的情况下,和波长成正比,应用该式可测光波的波长。

用同一实验装置做干涉实验,红光干涉条纹的间距最大,紫光干涉条纹间距最小,故可知大于小于。

2、薄膜干涉
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。

薄膜干涉的应用: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。

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。

光的干涉与衍射知识点总结

光的干涉与衍射知识点总结

光的干涉与衍射知识点总结本文将对光的干涉与衍射进行知识点总结。

光的干涉和衍射是光学中的重要概念,对于理解光的性质和现象具有重要意义。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相遇时,由于波的叠加而产生明暗条纹的现象。

其中,干涉分为相干干涉和非相干干涉。

1. 相干干涉相干干涉是指两束甚至多束光波的频率和相位相同,形成干涉现象。

常见的相干干涉现象有杨氏双缝干涉和牛顿环干涉。

(1)杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉是指光通过两个相距较近的狭缝,经过细密实验而产生的干涉现象。

当光波通过双缝时,光的波峰和波谷相交,形成明暗交替的干涉条纹。

杨氏双缝干涉是解释光的波动性的重要实验。

(2)牛顿环干涉通过将凸透镜与平凸面接触,形成光的干涉现象,这就是牛顿环干涉。

在牛顿环干涉中,通过观察由接触处向外扩散的一组圆形干涉条纹,可以测量透镜的曲率半径或者液体的折射率。

2. 非相干干涉非相干干涉是指两束或多束光波相遇,波的频率或相位不同,形成干涉现象。

常见的非相干干涉现象有薄膜干涉和牛顿环干涉。

(1)薄膜干涉薄膜是一种光学零部件,在光学器件中被广泛应用。

光通过薄膜时,会产生反射和透射,反射光波与透射光波相遇而产生干涉效应。

这种干涉称为薄膜干涉。

基于薄膜干涉的现象,可以实现波长选择、光栅等应用,具有重要的科学研究和工程应用价值。

(2)牛顿环干涉与相干干涉中的牛顿环干涉不同,非相干干涉中的牛顿环干涉是源于不同波长的光在介质中传播时的折射现象。

光波在介质中传播时,会因折射率不同而产生相位差,从而导致干涉现象的产生。

利用牛顿环干涉的现象,可以进行材料的折射率测量和光学薄膜的检测等。

二、光的衍射光的衍射是指当光波传播遇到不同障碍物时,在障碍物的边缘或后方产生波的弯曲和扩散现象。

光的衍射是光的波动性质的表现。

1. 障碍物尺寸与衍射现象当光波通过比波长更小的孔洞或间隙时,产生衍射现象,这称为小孔衍射。

小孔衍射是光的波动性的重要实验现象之一。

2. 衍射的特性衍射现象具有一些特性,如衍射窄缝中的夫琅禾费衍射和衍射的级数。

光学光的干涉知识点总结

光学光的干涉知识点总结

光学光的干涉知识点总结光的干涉是指两个或多个光波相互干涉形成明暗交替的现象,在光学研究中具有重要的意义。

本文将对光的干涉中的相关知识点进行总结和概述,包括干涉的原理、干涉的类型、干涉图案的形成以及应用等方面。

一、干涉的原理1. 干涉是基于光的波动性的现象,要求干涉光波必须是相干波。

相干检测方法常用的有干涉仪、自发辐射以及激光器等。

2. 干涉是光的波动性在空间中叠加干涉而表现出的现象,倍波源发出的光波在空间中相遇叠加,形成干涉现象。

3. 干涉光的波动特性包括振幅、相位、波长等,这些特性的差异决定了干涉图样的形态和干涉的结果。

二、干涉的类型1. 多普勒干涉:当光源或接收器相对于介质运动或产生相对运动时,引起光的频率和波长发生变化,导致多普勒效应而产生光的干涉。

2. 空气薄膜干涉:光在两个介质交界面上反射和折射时产生相位差,由此形成空气薄膜干涉现象。

应用广泛,如油渍上的彩虹。

3. 条纹干涉:当两束或多束光线相遇并发生干涉时,在空间中产生交替显示明暗条纹的现象。

包括等倾条纹、等厚条纹等。

4. 动态干涉:采用光的干涉原理实现对物体表面纹理、形貌和微位移的测量或分析的技术。

5. 光栅干涉:利用光栅的衍射和干涉作用,将光束分解成若干相干子光束,并产生衍射和干涉图样。

三、干涉图样的形成1. 明纹和暗纹:光的干涉现象会形成明纹和暗纹,明纹是波峰叠加形成的亮区,暗纹是波峰和波谷叠加形成的暗区。

2. 干涉条纹:光的干涉现象在空间中形成了交替排列的明暗条纹。

常见的干涉条纹有等厚条纹、等倾条纹等。

3. 干涉环:干涉环是由同心圆环状的干涉条纹构成的图案。

常见的干涉环有牛顿环和菲涅尔环。

四、干涉的应用1. 干涉仪:干涉仪是一种技术性的仪器,利用光的干涉现象实现对光学参数、物体表面的测量和分析。

2. 波前重建:利用光的干涉原理恢复物体波前信息,实现三维图像的重建和显示。

3. 表面形貌测量:通过干涉技术可以实现对物体表面形貌的非接触式测量,广泛应用于机械加工、光学加工等领域。

(完整版)光的干涉知识点精解

(完整版)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①光的颜色由光的频率决定的,与光的波长和波速无关;②各种色光在真空中的速度都相同,都是3×108m/s,光从真空中进入其它介质时,光速将减小。

③光从一种介质进入到另一种介质其频率不变,波长和波速将改变。

真空中各种色光满足c=λ0v(λ0为此种光在真空中的波长)光在其他介质中v=λv(v为此种光在该介质中的速度,λ为此种光在该介质中的波长)。

光的干涉知识点

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》 知识清单

《光的干涉》 知识清单

《光的干涉》知识清单一、光的干涉的基本概念光的干涉是指两束或多束光在相遇时,在某些区域相互加强,在另一些区域相互削弱,从而形成稳定的明暗相间的条纹的现象。

这是光的波动性的重要表现之一。

光是一种电磁波,具有波的特性,如频率、波长、振幅等。

当两束光满足一定的条件时,它们会发生干涉现象。

二、产生光的干涉的条件要产生光的干涉现象,需要满足以下几个条件:1、两束光的频率必须相同。

只有频率相同的光,在相遇时才能保持稳定的相位差,从而产生干涉。

2、两束光的振动方向必须相同。

如果振动方向不同,它们之间的相互作用会变得复杂,难以形成清晰的干涉条纹。

3、两束光的相位差必须恒定。

这意味着在光传播的过程中,两束光的相位关系不会发生随机的变化。

三、光的干涉的种类1、双缝干涉双缝干涉实验是光的干涉现象的经典实验。

通过在一个遮光板上开两条相距很近的狭缝,让一束单色光通过,在屏幕上会出现明暗相间的条纹。

相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离可以通过公式:Δx =λL/d 计算。

其中,Δx 是条纹间距,λ 是光的波长,L 是双缝到屏幕的距离,d 是双缝之间的距离。

2、薄膜干涉当一束光照射到薄膜上时,在薄膜的上表面和下表面反射的两束光会发生干涉。

常见的薄膜干涉现象有肥皂泡上的彩色条纹、油膜表面的彩色等。

薄膜干涉中的等厚干涉在生产和检测中有着广泛的应用,比如检测光学平面的平整度。

四、光的干涉的应用1、测量微小长度变化利用光的干涉原理,可以制造出非常精密的测量仪器,如迈克尔逊干涉仪,能够测量微小的长度变化。

2、检测光学元件表面平整度通过观察干涉条纹的形状和分布,可以判断光学元件表面的平整度是否符合要求。

3、制作增透膜和增反膜在光学镜头表面镀上特定厚度的薄膜,利用薄膜干涉原理,可以增加光线的透过率(增透膜)或反射率(增反膜)。

五、光的干涉与日常生活光的干涉现象虽然在日常生活中不太容易直接观察到,但它在很多方面都有着潜移默化的影响。

比如,在彩色印刷中,利用光的干涉可以产生更加鲜艳和逼真的颜色效果。

《光的干涉》 知识清单

《光的干涉》 知识清单

《光的干涉》知识清单一、光的干涉的基本概念光的干涉是指两列或多列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,从而形成稳定的强弱分布的现象。

要产生光的干涉现象,需要满足一定的条件。

首先,参与干涉的光波必须频率相同。

这是因为只有频率相同的光,在相遇时才能保持固定的相位差,从而产生稳定的干涉现象。

其次,光波的振动方向要相同或者有固定的夹角。

此外,两列光波还需要有恒定的相位差。

二、光的干涉的分类1、双缝干涉双缝干涉是光的干涉现象中最为经典和常见的一种。

当一束光通过两条平行的狭缝时,在屏幕上会形成明暗相间的条纹。

相邻两条亮条纹或暗条纹之间的距离可以通过公式Δx =λL/d 来计算,其中Δx 是条纹间距,λ 是光的波长,L 是双缝到屏幕的距离,d 是双缝之间的间距。

2、薄膜干涉薄膜干涉是指一束光照射到薄膜上,在薄膜的上、下表面反射的两束光发生干涉的现象。

比如,肥皂泡表面呈现出五彩斑斓的颜色,就是薄膜干涉的结果。

在薄膜干涉中,如果薄膜的厚度均匀,光线在薄膜的同一厚度处反射的光程差相同,就会形成等厚干涉条纹;如果薄膜的厚度不均匀,就会形成等倾干涉条纹。

三、光的干涉的应用1、测量长度和厚度利用光的干涉原理,可以精确地测量微小的长度和厚度变化。

例如,在光学精密测量中,可以通过测量干涉条纹的移动来计算物体的长度变化。

2、检测表面平整度通过观察干涉条纹的形状和分布,可以检测光学元件或表面的平整度。

如果表面平整,干涉条纹是规则的;如果表面存在凹凸不平,干涉条纹就会发生扭曲。

3、制作增透膜和高反射膜在光学仪器的镜头表面镀上一层特定厚度的薄膜,可以减少反射光的强度,增加透射光的强度,从而提高成像质量。

这就是增透膜的原理。

相反,如果要制作高反射膜,则需要让反射光加强。

四、光的干涉实验1、托马斯·杨的双缝干涉实验托马斯·杨在 19 世纪初进行了著名的双缝干涉实验,这个实验有力地证明了光的波动性。

《光的干涉》 知识清单

《光的干涉》 知识清单

《光的干涉》知识清单一、光的干涉现象当两束或多束光在空间中相遇时,如果它们的频率相同、振动方向相同、相位差恒定,就会发生光的干涉现象。

在干涉区域内,光的强度会出现明暗相间的条纹,这是光的波动性的有力证据。

例如,杨氏双缝干涉实验就是一个经典的例子。

通过在屏幕上观察到的等间距的明暗条纹,我们可以直观地感受到光的干涉。

二、产生光的干涉的条件1、频率相同两束光的频率必须相同,这样它们在相遇时才能产生稳定的干涉现象。

如果频率不同,干涉条纹会迅速消失,无法观察到明显的干涉效果。

2、振动方向相同光的振动方向相同是指电场矢量的方向相同。

只有在这个条件下,两束光的振动才能相互叠加,形成干涉条纹。

3、相位差恒定这意味着两束光在传播过程中的相位差不随时间变化。

相位差的恒定是产生稳定干涉条纹的关键因素。

三、杨氏双缝干涉实验1、实验装置由一个光源、一个有两条狭缝的挡板和一个观察屏组成。

光源发出的光通过双缝后,在观察屏上形成干涉条纹。

2、干涉条纹的特点(1)等间距:相邻的明条纹或暗条纹之间的距离相等。

(2)明暗相间:明条纹和暗条纹交替出现。

3、条纹间距的计算条纹间距Δx 与光的波长λ、双缝间距 d 以及双缝到屏的距离 L 有关,其计算公式为:Δx =λL/d四、薄膜干涉1、原理当一束光照射到薄膜上时,在薄膜的上、下表面分别反射的两束光会发生干涉。

2、常见的薄膜干涉现象(1)肥皂泡上的彩色条纹肥皂泡的薄膜厚度不均匀,不同位置反射的光的光程差不同,导致出现彩色条纹。

(2)增透膜和增反膜在光学仪器的镜头表面镀上一层特定厚度的薄膜,可以增加或减少反射光,从而提高光学性能。

五、光的干涉的应用1、测量微小长度变化利用干涉条纹的移动可以精确测量物体的微小长度变化,如在精密测量仪器中。

2、检测表面平整度通过观察干涉条纹的形状和分布,可以检测物体表面的平整度。

3、制作光学元件如干涉滤光片,用于选择特定波长的光。

六、相干光源的获取1、分波前法如杨氏双缝干涉实验,通过将同一波前分成两部分来获得相干光源。

光的干涉 知识点

光的干涉  知识点

光的干涉、用双缝干涉测波长、衍射现象一、知识点梳理 1、光的干涉现象:频率相同,振动方向一致,相差恒定(步调差恒定)的两束光, 在相遇的区域出现了稳定相间的加强区域和减弱区域的现象。

(1)产生干涉的条件:①若S 1、S 2光振动情况完全相同,则符合λδn x dLr r ==-=12,(n =0、1、2、3…)时,出现亮条纹;②若符合2)12(12λδ+==-=n x d L r r ,((n=0,1,2,3…)时, 出现暗条纹。

相邻亮条纹(或相邻暗条纹)之间的中央间距为λdLx =∆。

(2)熟悉条纹特点中央为明条纹,两边等间距对称分布明暗相间条纹。

2. 用双缝干涉测量光的波长原理:两个相邻的亮纹或暗条纹的中心间距是Δx =l λ/d 测波长为:λ=d ·Δx /l(1)观察双缝干涉图样:只改变缝宽,用不同的色光来做,改变屏与缝的间距看条纹间距的变化 单色光:形成明暗相间的条纹。

白光:中央亮条纹的边缘处出现了彩色条纹。

这是因为白光是由不同颜色的单色光复合而成的,而不同色光的波长不同,在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下,光波的波长越长,各条纹之间的距离越大,条纹间距与光波的波长成正比。

各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹,故各色光重合为白色。

(2)测定单色光的波长:双缝间距是已知的,测屏到双缝的距离l ,测相邻两条亮纹间的距离x ∆,测出n 个亮纹间的距离a ,则两个相邻亮条纹间距:1-=∆n a x3.光的色散:不同的颜色的光,波长不同在双缝干涉实验中,各种颜色的光都会发生干涉现象,用不同色光做实验,条纹间距是不同的,说明:不同颜色的光,波长不同。

图16-1-1含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。

各种色光按其波长的有序排列就是光谱。

从红光→紫光,光波的波长逐渐变小。

4.薄膜干涉中的色散现象如图:把这层液膜当做一个平面镜,用它观察灯焰的像:是液膜前后两个反射的光形成的,与双缝干涉的情况相同,在膜上不同位置,来自前后两个面的反射光用图中实虚线来代表两列光,所走的路程差不同。

大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振(二)2024

大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振(二)2024

大学物理光学知识点总结(干涉衍射偏振(二)引言概述:大学物理光学是研究光的基本性质和现象的学科,其中包括了干涉、衍射和偏振等重要的知识点。

在本文中,我们将对大学物理光学中的干涉、衍射和偏振知识进行总结,帮助读者更好地理解和掌握这些重要的光学概念。

正文内容:一、干涉1. 连续光波干涉的基本原理2. 杨氏双缝实验的干涉原理3. 干涉截带和干涉条纹的特性4. 干涉现象的应用——薄膜干涉5. 干涉横纹和纵纹的解释二、衍射1. 菲涅尔衍射和菲涅尔衍射积分公式2. 衍射与光波的波阵面3. 点光源和光屏上的衍射图样4. 衍射条纹的特性和衍射极限5. 衍射现象的应用——衍射光栅三、偏振1. 偏振光的概念和分类2. 偏振光的振动方式3. 偏振光的传播规律——马吕斯定律和布儒斯特定律4. 偏振器的原理和种类5. 偏振现象的应用——偏振光在光学仪器中的应用四、干涉衍射的综合应用1. 单缝衍射和双缝干涉的关系2. 由单缝衍射引出的光学仪器——楞次圆板3. 多缝衍射和光栅的关系4. 干涉衍射在人类视觉中的应用5. 干涉衍射在激光技术中的应用五、物理光学的未来发展与应用前景1. 光学计算与光学信息处理2. 纳米材料与纳米光学技术3. 超材料与超透镜技术4. 光学成像与三维显示技术5. 生物医学光学与光谱学总结:本文总结了大学物理光学中的干涉、衍射和偏振等知识点。

我们通过对干涉的原理、衍射的特性和偏振的应用等内容的详细讲解,帮助读者更好地理解和掌握这些知识。

同时,我们还介绍了干涉衍射的综合应用以及物理光学未来的发展与应用前景。

希望本文能对读者进一步学习和研究光学提供一定的帮助。

光的干涉现象知识点

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。

多光束干涉是指多个光源产生的光波在一定条件下相互干涉的现象。

10. 光的相干性干涉现象的实现需要光源的相干性,即光波之间具有确定的相位关系。

相干性是衡量光波相位关系的一个重要参数。

总结:光的干涉现象是光学中的重要内容,通过对光波的叠加效应和波动性质的研究,揭示了光的特性和行为规律。

光的干涉与衍射的应用知识点总结

光的干涉与衍射的应用知识点总结

光的干涉与衍射的应用知识点总结光的干涉与衍射是光学中重要的现象,它们在各个领域都有着广泛的应用。

本文将对光的干涉与衍射的基本概念和原理进行介绍,并总结它们在实际应用中的几个重要知识点。

一、光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相遇时产生的干涉现象。

光的干涉可以分为两种类型:干涉纹和干涉色。

1. 干涉纹干涉纹是不同光波叠加产生的明暗条纹。

它包括两种类型:等厚干涉和等倾干涉。

- 等厚干涉:当光通过厚度均匀的透明介质时,由于光的速度会发生改变,从而引起光程差。

当光程差为波长的整数倍时,发生相长干涉,形成明纹;当光程差为波长的奇数倍时,发生相消干涉,形成暗纹。

- 等倾干涉:当光通过斜面、薄膜等介质时,由于入射角的不同,光程差也不同,从而引起干涉现象。

2. 干涉色干涉色是光通过具有不均匀厚度的薄膜或材料时产生的颜色现象。

当光波经过薄膜时,由于不同波长的光波在薄膜中传播速度的差异,产生光程差和相位差,从而产生干涉色的现象。

二、光的衍射光的衍射是指光通过物体的边缘或孔径时产生的偏离直线传播的现象。

光的衍射可以分为一维衍射和二维衍射。

1. 一维衍射一维衍射是指光通过同一方向上的细缝、狭缝等物体时所产生的衍射现象。

一维衍射的特点是产生的衍射图样呈现出明暗相间的条纹。

2. 二维衍射二维衍射是指光通过孔径、介质的边缘等不同方向上的物体时所产生的衍射现象。

二维衍射的特点是产生的衍射图样呈现出复杂的亮暗和彩色的分布。

三、光的干涉与衍射的应用知识点总结光的干涉与衍射在科学、工程和日常生活中有着广泛的应用。

以下是几个重要的应用知识点。

1. 光学仪器干涉计、干涉光辐射计等光学仪器利用光的干涉现象测量物体的形状、表面的薄膜厚度等信息。

2. 光栅光栅是一种利用光的衍射现象进行分光和光谱分析的重要光学元件。

通过改变光栅的参数,可以实现特定波长的光线的分离和衍射。

3. 激光干涉激光干涉是一种利用激光的相干性和干涉现象进行距离测量、表面形貌检测等的技术。

光的干涉和衍射现象知识点总结

光的干涉和衍射现象知识点总结

光的干涉和衍射现象知识点总结在物理学中,光的干涉和衍射是光波传播过程中的重要现象,它们揭示了光的波动性和干涉衍射的特性。

本文将对光的干涉和衍射的知识点进行总结。

一、干涉现象光的干涉是指两个或多个波面相遇时,相互作用所产生的干涉条纹现象。

干涉现象有以下几个关键的知识点。

1. 干涉的条件干涉的条件包括:一、光的相干性,即光源必须是相干光源;二、光的波长,波长越短,干涉现象越明显;三、光线的几何等效性,即光线要满足几何光学近似;四、光线的调制,通过改变光程差来调制干涉现象。

2. 干涉的类型干涉可以分为两种类型:一是构造性干涉,即两个波峰或两个波谷相遇时叠加,增强了光的强度;二是破坏性干涉,即波峰和波谷相遇时叠加,相互抵消,使光的强度减弱。

3. 干涉的应用干涉现象广泛应用于科学研究和技术领域。

例如在光学干涉仪中,通过干涉现象可以测量物体的微小位移;在薄膜干涉中,可以根据干涉现象来测量薄膜的厚度;在光栅干涉中,可以通过干涉现象来分析光的频率分布等。

二、衍射现象光的衍射是光波通过一个或多个孔或缝时出现的波的分散现象。

衍射现象有以下几个关键的知识点。

1. 衍射的条件衍射的条件包括:一、波长要与衍射孔或缝的大小相当;二、光的波前要垂直于衍射孔或缝。

2. 衍射的特征衍射现象主要表现为波前的扩散和干涉的分布。

衍射通过各种物体产生不同的衍射图样,例如单缝衍射、双缝衍射、光栅衍射等。

3. 衍射的应用衍射现象在光学中具有重要的应用价值。

例如在光学显微镜中,通过衍射现象可以提高显微镜的分辨率;在光学望远镜中,衍射现象可以减小望远镜的像差,提高成像质量;在激光中,衍射现象可以使激光束扩散。

三、干涉与衍射的关系干涉和衍射是紧密相关的现象,它们都是光波的性质导致的。

干涉实质上是波的叠加和相长干涉的结果,而衍射是波的传播过程中发生的波前扩散现象。

在一些特殊情况下,干涉和衍射现象可以同时发生,相互影响,产生特殊的干涉衍射现象,例如夫琅禾费衍射现象。

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。

3.1 干涉测量干涉测量是通过测量干涉条纹的位置、形状和变化来实现长度、厚度、折射率等物理量的测量。

常见的干涉测量应用包括激光干涉测距仪、干涉仪和显微分析技术等。

3.2 衍射显示衍射显示是一种利用衍射效应实现三维图像显示的技术。

通过衍射显示技术,可以实现裸眼立体视觉和透明的显示效果。

3.3 衍射光栅衍射光栅是一种利用衍射原理制成的光学元件。

光的干涉与干涉仪知识点总结

光的干涉与干涉仪知识点总结

光的干涉与干涉仪知识点总结光的干涉是光波的相干性质所表现出的现象,它是光的波动性质的重要体现。

干涉现象广泛应用于光学领域,并被用于研究物质的性质以及其他相关领域。

本文将对光的干涉及干涉仪的知识点进行总结,并探讨其应用和特点。

一、光的干涉1. 干涉的概念干涉是指两个或多个光波相遇的现象。

当光波的路径差满足一定条件时,会出现干涉现象。

光波的相位差和路径差是干涉现象产生的重要因素。

2. 干涉的类型根据光波的相干性质和光程差的特点,干涉可分为两类:相干光的干涉和非相干光的干涉。

相干光干涉主要包括薄膜干涉、双缝干涉、马赫-曾德尔干涉等。

非相干光干涉主要包括自发辐射干涉、多普勒光干涉等。

3. 干涉的条件产生干涉现象的条件有两个:一是光源必须是相干光,即波长相同、相位一致;二是光波的路径差必须满足波长对应的相位差。

二、干涉仪1. 干涉仪的定义与组成干涉仪是用于观察和测量干涉现象的仪器。

它主要由光源、分波器、光学路径调节装置以及干涉图样的接收和观察装置等组成。

2. 干涉仪的分类常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、杨氏干涉仪、马赫-曾德尔干涉仪等。

它们的原理和设计各不相同,适用于不同的干涉实验和测量。

3. 干涉仪的应用干涉仪广泛应用于光学测量、光程测量、干涉条纹的观察和分析以及物体表面形貌的测量等领域。

例如,利用干涉仪可以测量光的波长、物体的薄膜厚度、材料的折射率等。

三、光的干涉应用案例1. 干涉仪在光学显微镜中的应用在光学显微镜中,安装干涉仪可以通过观察和分析干涉条纹,获得更精确的显微图像。

这样可以提高显微镜的分辨率和观察的清晰度,扩大显微镜的应用范围。

2. 干涉仪在激光干涉测量中的应用激光干涉测量是一种高精度的测量方法,广泛应用于工程领域。

通过干涉仪观察和分析干涉条纹,可以测量物体的微小位移、形变和震动等信息。

3. 光的干涉在光学元件制造中的应用光的干涉还可以应用于光学元件的制造和检测过程中。

例如,在透镜和平面镜的检测中,可以通过观察干涉条纹确定透镜表面的形状和质量。

光的干涉总结汇总

光的干涉总结汇总

1. 光的干涉现象:在两束光相叠加的区域内,光的强度有一个相干光。

2.单色光:频率(或波长)一定的光。

3. 相干光的必要条件:同频率、同振向、同相位或位相差恒定。

充分条件:(1)两光源距离相干点的位相差不能太大;(2)两光矢量的振幅相差不能太大。

4. 获取相干光的两种方法:(1)分波阵面法:杨氏双缝干涉实验。

(2)分振幅法:等倾干涉;等厚干涉。

5.光程=nr。

6. 位相差2πφδλ∆=,其中:δ=光程差;λ=真空中的波长。

7. 光疏介质:折射率n小者;光密介质:折射率n大者。

8. 半波损失:当光由光疏介质垂直入射到光密介质时,反射波相对于入射波有半波损失。

9.杨氏双缝干涉实验:(1)光程差21d r r xDδ=-=(介质:21()d n r r nxDδ=-=)其中:1r 与2r 为两缝到干涉点的几何距离;D 为双缝到屏幕的距离;d 为两缝间的距离;x 为干涉点到中央明纹中心线的距离。

(2)明纹距离中央明纹中心线的距离(:),(0,1,2,..........)D Dx k k k d ndλλ==±±介质(3)暗纹距离中央明纹中心线的距离(21)(:(21)),(0,1,2,...22D D x k k k d nd λλ=++=±±介质(4)相邻明纹或暗纹之间的距离为1(:)k k D Dx x x dndλλ+∆=-=介质 (5)于白光入射,第k 级光谱的宽度(由紫到红彩色条带的宽度)为()[:()]k k k D Dx x x k k dndλλλλ∆=-=--紫紫紫介红红红质10. 薄膜干涉(分振幅干涉法):等倾干涉+等厚干涉 等厚干涉:劈尖干涉+牛顿环干涉 11. 等倾干涉:,1,2,3,......()22(21),0,1,2,.....()2k k dk k λλδλ=⎧⎪=+=⎨+=⎪⎩干涉加干涉弱强减干涉条纹为一系列同心环,内疏外密,且r , k , 0r =, max k k =。

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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+B2+i B √A 2+B 2)=A t e iφt(2)eiφ1=ei[(φ12+φ22)+(φ12−φ22)] eiφ1=ei[(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:21ωω=10200⋅≠r rE E 2010ϕϕ-=常数()()212121212()()()2=+⋅+=++⋅r r r r r r r r rI r E E E E I r I r E E 12102012201021212010212{cos()()()cos()()()}⋅=⋅+⋅++-++-⋅+---r r r r v v v v vE E E E k k r t k k r t ϕϕωωϕϕωω()()()*12121212,(,)(,)(,)(,)2cos =++=++∆%%%%I x y U x y U x y U x y U x y I I I I ϕ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 =λsin θ1+sin θ2空间频率:ƒ=1∆x ⁄(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。

(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)()(m M m M I I I I +-=γ21212I I I I +=γ2212112⎪⎭⎫ ⎝⎛+=A A A A γ())(cos 1)(0r I r I ϖϖϕγ∆+=1γ=0γ=01γ<< 完全相干 完全非相干 部分相干 ()()110sin 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∆=-++-(2) 光程差分析(要会推导)(3)干涉条纹分布(4) 非近轴近似下的干涉条纹分布亮条纹和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XZ(x,y)2222222221)2(,)2(由 D y d x r D y d x r +++=++-=)(2)(2),(),()(12122010r r R R t P t P P -+-=-=∆λπλπϕϕϕxd r r 2得 2122=-xd r r r r r r r r 2))((212212122122=-+-=-, 由 x D dD xd r r xd r r =≈+=-22212得 λπϕ2,),(==∆k x Ddk y x 当Q 位于Z轴上时,R 1=R 2,则)(2)(2),(),()(12122010r r R R t P t P P -+-=-=∆λπλπϕϕϕ)),(cos 1(),(0y x I y x I ϕ∆+=))cos(1(),(0x D d k I y x I +=()()干涉相消,)12(2)(干涉相长,22)(1212πλπϕπλπϕ+=-=∆=-=∆j r r P j r r P ρρρρ)),(cos 1(),(0y x I y x I ϕ∆+=λπλπdD jx j x Ddx D d k x D d k I y x I j ===+=得 22,))cos(1(),(由 0条纹间距:(6) 干涉条纹的物理意义: 光程差物理意义: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。

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0x RDx =δ。

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,I A =I 0(1+cos(2πƒx +2πƒ0x 0))。

并且有 ii 对整个线光源积分:暗条纹;时)(亮条纹;时211212λλ+=-=-m r r m r r 000))22cos(1(),(dx x f fx B y x dI ππ++∝⎰⎰--++==2/2/0002/2/)22cos(1(B ),(b b b b dxx f fx dI y x I ππ(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I 0=B(ab),线光源时,I 0=Bb (3) 圆盘光源积分不能得到解析式 圆盘光源极限直径: 2.2.5光场的时间相干性 1.谱线宽度光源有一定谱线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:则广播强度随频率的分布:当ω=ω0±∆ω2⁄时,i (ω)=0,∆ω=2πτ为该辐射光谱宽度。

当τ取无穷大时,就对应理想单色光的情况;当τ较大以致∆ω≪ω0时,就称为准单色光由∆ω=2πτ,ω=2πν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 方垒型谱函数下干涉场的衬比度u u b f b f sin sin 00==ππγbR d dR b d R b u λλγλπ====00 b 0,d 双孔极限间隔下,同理,给定光源极限宽度=此时下,时,对给定的当dR b λ10.10=)2cos sin 1(),(000fx b f bf I y x I πππ+=b R db f u u u λππγ===0,sin 0()exp(),22()0E t t t E t ττω⎧=--<<⎪⎨⎪=⎩i 其他时间[]220204sin ()2()()()i g ωωτωωπωω-==-1ντ∆⋅=LkL kv vL L kv L k v v I dk L k i I L I k k k k ∆∆∆∆==∆∆∆=∆+=∆=∆⎰∆+∆-2sin sin )( 则2其中 )cos sin 1()cos(+)(002/2/0000γ准单色光持续发光时间有限,因而发射的波列长度是有限的,相邻波列之间相位关系是随机的。

)(时间相干性光场中这类相干性称为)为相干长度() 为相干时间(的特征量,人们称是决定光场纵向相干性,鉴于0000coherence temporal ngth coherentle L time coherent L ττ2.2.6光场的空间相干性光场的空间相干性是指在光源照明空间中横向任意两点位置处的光场U~1和U ~2之间的相干程度,其相干程度是由光源本身的性质决定的,可以通过干涉场的衬比度γ来定量描述U~1和U~2之间的相干程度。

(1)相干孔径角:(3) 以孔径角表示衬比度的形式:(4) 相干面积2200200200)(2S 处的相干面积则距离光源,2sin 2旋转而成的空间立体角空间相干范围是由d R R R ≈∆≈∆Ω=∆∆=∆Ω∆θπθπθ 2.2.6 分波前干涉应用(了解) 2.3 分振幅干涉薄膜干涉{等倾干涉等厚干涉λλππγ∆=∆∆=∆⋅∆∆=//2= 求得2/ 此时程差时的光程差称为最大光0第一次出现2k L L k L M M 00τc L =λθθλ=∆⋅=∆=000 则,定义相干孔径角,b Rd bR d 000sin sinc( f b f b πθγππθ∆=∆==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。

分波前干涉是非定域的。

等倾干涉第一级干涉条纹在最外面,越靠近中心处入射角越小,光程差越大,条纹级次m 越大。

2.等厚干涉(1)光程差:一般采用垂直入射:cos i ≈1(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。

()202()()1sin cos ()2cos nh L P n AB BP CP i iL P nh i ∆=+-≈-∆≈nh P L 2)(0≈∆nh j nh 22 由00λλ=∆⇒=ii 、相邻两个亮条纹对应点处的楔形板厚度差值。

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