光相干条件
光的相干性
现代 555 nm
该实验对光的波动说的复苏起到关键 作用，在物理学史上占重要地位。
“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是 百无一失的。我……遗憾地看到他也会弄错，而他的权 威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”
(1) 分波阵面法
将同一波面上两不同部 分作为相干光源
(2)分振幅法（分振幅~分能量）
•装置（原理图）：
1 2
波列越长，谱线宽度越窄，光的单色性越好。
不同原子发光、或同一原子各次发光
频率 振动方向 初相
具有随机性 难以满足相干条件
设观察时— 间至 为少为仪器或时 人间 眼反应
1
I I1 I2 2I1 I2 co d st I1 I2
0
均匀分布，
0
非相干叠加
两普通光源或同一光源的不同部分是不相干的
发展状况：
(1) 激光：产生机理不同，具有相干性
普通光源：自发辐射 激光：受激辐射
频率
完
相位
全
偏振态
相
同
传播方向
(2) 快速光电接收器件 ——皮秒技术
接受器时间反0应 1s常 数 μs由 , ns, ps 可以观察到十分短暂的干涉，甚至两个独立光源 的干涉。
3.从普通光源获得相干光
思路：将同一点光源、某一时刻发出的光分成两束， 再引导其相遇叠加
将透明薄膜两个面的反射 （透射）光作为相干光源
s
p
n1
①i
a
②
d
③
c
n2 n1
b
f
⑤
h
e
④
p
原稿中的插图和论述
当同一束光的两部分从不同的路径，精 确地或者非常接近地沿同一方向进入人 眼，则在光线的路程差是某一长度的整 数倍处，光将最强，而在干涉区之间的 中间带则最弱，这一长度对于不同颜色 的光是不同的。
光的干涉定律
光的干涉定律光的干涉是光学中一种重要的现象，它指的是当两束或多束光波相遇时，它们会发生叠加而产生干涉现象。
干涉定律是描述光的干涉现象的基本原则，它由一系列定律组成，包括叠加原理、相干性条件和干涉条纹的产生规律。
一、叠加原理光的叠加原理是光的干涉定律的基础。
根据叠加原理，当两束或多束光波相遇时，它们的振幅将会叠加在一起。
若两束光波的波峰和波谷重合，它们的振幅叠加将会导致光强增大，形成明亮的干涉条纹；若两束光波的波峰和波谷错开，它们的振幅叠加将会导致光强减小，形成暗淡的干涉条纹。
这种由光波叠加而产生的干涉现象是波动理论的一项重要验证。
二、相干性条件实现光的干涉现象需要满足一定的相干性条件。
相干性条件是指两束光波的频率、相位和方向必须满足一定的关系，才能形成干涉现象。
一般来说，相干性条件可以通过光源的特性和光波传播的特性来确定。
1. 相干光源相干光源是实现光的干涉的基础要求之一。
相干光源指的是光波的频率、相位和方向的变化相对较小，从而使得干涉现象能够持续发生。
常见的相干光源包括激光和自然光经过准直器后形成的平行光等。
2. 空间相干性空间相干性是指两束光波在传播过程中，它们的相位关系在空间上保持稳定。
若两束光波的相位关系在空间上发生了剧烈变化，它们将不再满足相干性条件，干涉现象也将不再发生。
3. 时间相干性时间相干性是指两束光波在传播过程中，它们的相位关系在时间上保持稳定。
若两束光波的相位关系在时间上发生了剧烈变化，它们将不再满足相干性条件，干涉现象也将不再发生。
三、干涉条纹的产生当满足相干性条件后，光的干涉现象会表现为干涉条纹的产生。
干涉条纹是干涉现象的可视化结果，它们呈现出一系列明暗相间的条纹。
干涉条纹的产生与光的波动性有关。
当两束光波相遇时，它们会通过叠加作用形成干涉条纹。
当两束光波的相位差为整数倍的波长时，它们的振幅叠加将会导致干涉增强，形成明亮的条纹；当两束光波的相位差为半整数倍的波长时，它们的振幅叠加将会导致干涉减弱，形成暗淡的条纹。
论述光的空间相干性和时间相干性
1 概述 2 空间相干性 3 时间相干性 4 总结
概述
光的干涉：干涉现象是波动独有的特征，光也是波， 就必然会观察到光的干涉现象。两列或几列光波在空间相 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，形成稳定的强弱分布的现象。
光的相干性：两束光在某一点相遇产生干涉的条件是： 频率相同、振动方向相同、位相差恒定。简单地可以分为 相干光和非相干光。
时间相干性
下面介绍光的相干时间的两个度量：相干长度和相干
时间。
相干长度：
Lc
ct
c
2
相干时间： c
Lc c
c
c
1
或
c
2 c
2 c
由以上两式可以得出相干性反比公式： 1
时间相干性
由时间相干性的反比公式可以得出：当Δν越小 （即光源单色性越好）时，则相干时间越大，继而相 干长度越大。
空间相干性
杨氏双缝干涉实验装置
x
z y
空间相干性
双缝间距为d，两个屏间距为r，光波的波长为 λ，光源在x方向上的线度为Δx。有下式满足时， 可以出现干涉现象：d<rλ/ Δx。
如果光源在y方向上的线度为Δy，则光源的发 光面积为ΔA= Δx×Δy。在光场中与光源相距r处 的空间有一块垂直于光传播方向的面积
综上可知，发光持续时间τ，可以作为能否产生 干涉现象的一个界定量，称之为相干时间。
相应地，波列长度LC(即两列相干波到达观察点的 最大光程差)，称为相干长度。
τ或LC越大，时间相干性越好，反之就越差。
结语
通过以上关于光的空间相干性和时间性的一些介绍，我们现 在简单地进行一下归纳总结，分别从以下几个方面讨论一下光的 空间相干性和时间相干性的区别。
光的干涉现象与相干条件
Rh
R
第 m 级暗环对应
r
牛 顿 环
h
特点 级次—内低外高 间距—内疏外密
2Rhm h r r
2 m 2 m
2 nrm R m
R ( R hm ) r
2 2
m 膜厚 hm 2n
2 m
半径
rm
2 m
（5）牛顿环在光学冷加工中的应用 压 压
环外扩：要打磨中央部分
x
0
2 ~ 3 1 ~ 4
11.4 一、 等倾干涉
分振幅干涉
AB cos i 2 h AD AC sin i1 AC tg i2 2h
1、 等倾干涉相长与相消的条件
S
i1
n1 n2 n3
D
L
2 ABn2 ADn1
A
B
C
i2
h 2h n n sin i1 ( 2 )= m （暗）2
环内缩：要打磨边缘部分
11.5 迈克尔孙干涉仪
M1 M2
n1 n2 n3 1
M1 M2
h
i1 i2
M1 // M 2 实现等倾干涉
i1
M1
明 m 2hn cosi2 2m 1 暗 2 条纹特点
望远镜
1、同心圆 3、中心级次
2、内疏外密
(m 0 ,
1 , )
Im 0
原子发光具有随机性、间断性，即使同一个原子 发出的前后两列波，也很难保证同时满足三个相干 条件。要获得相干光需要采取特殊的方法.
4、 获得相干光的主要方法 • 分波阵面 法 具有确定相 差的波阵面上的两个次 级子光源是相干的。 • 分振幅干涉法
大学物理第12章2
(
k
0，1，2，
)
增透膜的最小厚度：d
4n
光学厚度： nd
4
2、增反膜：把低折射率的膜(MgF2)改成同样光学厚度的 高折射率的膜(ZnS)
—ZnS，折射率2.40
2nd
H
2
L
H
2
L
•多层高反射膜
—在玻璃上交替镀上光学厚度
均为/4的高折射率ZnS膜和低
牛顿环 装置简图
分束镜M
.S
显微镜
平凸透镜
o
平晶
R
r
d
A
干涉条纹
(2)光程差和明暗条纹条件
如果不是空 气劈尖，结 果又如何？
应用 ①测微小角度：
已知：λ、n。测出l。
l
2n
2nl
②测微小长度 已知 ：λ、n。测出干涉条纹的总级数 K
d
d 2k 1 （明）d k (暗）
4n
2n
③测折射率：已知θ、λ，测l可得n
④ 检测物体表面的平整度
A
B 若干涉条纹是平行直线，说 明B 面是平的。
n11
n11
=
2 0
=
2 0
2n2d
n1
1
2
§12-5 薄膜干涉
薄膜干涉:光波经薄膜两表面反射后相互叠加所形成的 干涉现象。 薄膜干涉分为：等倾干涉与等厚干涉。
干涉光的获取方法：分振幅法。
一、等倾干涉条纹
1、产生条件
扩展光源发出的不同方向的光，入射到厚度均 匀的薄膜上。 同级干涉条纹对应的光线的入射角相 同，这种干涉称为等倾干涉。
相干光的三个必要条件
相干光的三个必要条件在相干光的世界里，有三个关键的条件，嘿，咱们就来聊聊这个吧。
相干光得有个稳定的光源。
就好比你去参加聚会，得有个主持人，不然大家东一头西一头，谁也不知道该干嘛。
光源的稳定性就像这个主持人，让所有的光波都能整齐划一，不再东奔西走，形成一种和谐的共振。
想象一下，大家都在跟着同一个节拍跳舞，那场面绝对美丽得让人目不转睛。
接下来就是相干时间。
这个东西听起来高大上，其实挺简单。
就像你跟朋友聊得火热，突然接到一个电话，结果话没说完就得挂了，那种感觉可不舒服了。
如果光波之间的相干时间太短，它们就会像那没聊完的朋友一样，失去了联系，没法形成稳定的干涉图案。
所以，得确保这些光波能够保持联系，越久越好，这样才能在空间中交织出美丽的图案。
就像是永恒的友谊，一直都在，永不分离。
最后一个条件就是相干长度。
这个听上去也许有点抽象，但想象一下，当你在宽阔的海滩上奔跑，四周的浪花都在朝你涌来，波涛汹涌。
而如果你只是在小水塘里玩水，那些水波可能没法扩散得那么远。
这就类似于光波的相干长度，它决定了光波能在多大范围内保持相干。
相干长度越长，光波就越能传播得远，产生更多美妙的干涉现象。
想想看，在那个大海中，各种浪花交织在一起，形成了多么震撼的画面。
这些条件在一起，才能让相干光闪耀出它的魅力。
就像是一个完美的乐队，每个乐器都要合拍，才能奏出动人的乐曲。
没有这几个条件，光波们就会像无头苍蝇一样，四处乱撞，根本无法形成稳定的干涉图样，真是让人遗憾啊。
想要看到那种绚烂的光影，就得把这三样都搞定，才能达到理想的效果。
光波之间的亲密互动，恰似人间的友情，温暖而持久，给人以力量与美感。
所以，咱们今天就聊到这里，带着对相干光的了解，咱们就像是探险者，继续去发现更多未知的奥秘吧。
别忘了，光的世界就像人间百态，神秘而又迷人。
希望下次见面时，咱们能一起分享更多的光彩与欢笑。
相干光，真的是个有趣的主题，不是吗？。
相干光具有的条件
相干光具有的条件相干光是指具有相同频率、相同方向、相同偏振状态的光波之间存在稳定的相位关系的现象。
相干光具有以下条件：1. 频率相同：相干光的频率必须相同，只有频率相同的光波才能产生干涉现象。
频率不同的光波会发生相位差的变化，无法形成稳定的干涉图案。
2. 方向相同：相干光的传播方向必须一致，只有在同一方向上传播的光波才能产生干涉现象。
如果光波的传播方向不同，会导致干涉条纹的位置错乱，无法形成清晰的干涉图案。
3. 偏振状态相同：相干光的偏振状态必须相同，只有具有相同偏振方向的光波才能产生干涉现象。
如果光波的偏振方向不同，会导致干涉条纹的强度变化，使干涉图案不稳定。
相干光的产生与光源的特性密切相关。
对于自然光源，由于光波的相位关系随机，无法满足相干光的条件，因此无法产生明显的干涉现象。
而对于激光等特定光源，由于光波具有相干性，能够产生清晰的干涉图案。
相干光的应用十分广泛。
其中之一就是干涉仪的应用。
干涉仪是利用相干光的干涉现象测量物体的形状、表面质量等参数的一种仪器。
干涉仪通过将光波分成两束，经过不同的光程后再进行叠加，利用干涉条纹的变化来测量待测物体的性质。
干涉仪在光学领域的研究和实验中起到了至关重要的作用。
相干光还可以用于光学显微镜的成像。
在传统的光学显微镜中，由于光源的非相干性，会产生大量的散射光，导致图像的模糊和光强不均匀。
而使用相干光源作为照明光源，可以有效减少散射光的影响，提高图像的清晰度和对比度，使得显微镜观察的细节更加清晰。
相干光还在光学通信领域得到了广泛应用。
在光纤通信中，由于光波的传播距离较长，容易受到噪声和衰减的影响。
利用相干光可以通过调制光波的相位和振幅来传输信息，提高信号的传输质量和容量，实现高速、稳定的光纤通信。
除了上述应用之外，相干光还在干涉测量、光学存储、光谱分析等领域起到了重要作用。
相干光的特性使得它成为光学研究和应用中的重要工具，为人们深入探索光的本质和开发新的光学技术提供了有力支持。
16-0,1,3光波及相干条件(南京信息工程大学 大学物理)
Nanjing University of Information Science & Technology1§16-1 ,3 光波及相干条件2波动光学1/10大案34蝉翅在阳光下蜻蜓翅膀在阳光下白光下的油膜肥皂泡玩过吗?56等倾条纹牛顿环(等厚条纹)测油膜厚度平晶间空气隙干涉条纹2/10大学物理教案 b y 徐飞7一、光波89n hE=D原子能级及发光跃迁10原子发光是间隙式的.各个原子的发光是完全独立的它们何时发光完全是不发光频率,光的振动以及光波的传播方向等都可3/10大物案by11全121314 1/10大案y徐飞15 161718一般式i iiL n x=å物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程, 按波数相等折合到真空中的路程.5/10大案by徐飞1900co s[()]E E t k x w j =-+002co s[()]xE E t p w j l=-+201S 1n 1r 2n P11101cos 2()r E E ft p l é=-êë22202cos 2()rE E ft p l é=-êë位差为212122r r p p f l l D =-中的波长，得0l ()2210022110222n r n r n r n r p p f l l p l D =-=-21226/10大学物理教案23 2425·26光干涉的必要条件1/10大案2728pr λ29308/10大案31(21)0,1,2,...2k k d 32分波面与分振幅33关于波线、波面和波前341/10大学物理教案35 3637大案。
光的干涉和光的相干性
干涉现象的产生条件
相干光源：由 同一波源发出 的光被分成两 部分，分别经 过不同的路径
后再次相遇
相干长度：在 一定距离内， 光波的相位差 保持不变，形
成干涉现象
光的干涉条件： 两束光波的频 率相同、振动 方向相同、相
位差恒定
干涉现象：在 相遇处形成明 暗相间的条纹， 增强或减弱的 光强分布不均
匀
干涉现象的分类
的变化情况
实验结果：通 过观察干涉图 样，可以验证 光的干涉现象 和相干性，并 测量光波的波 长和相干长度
等参数。
光的干涉和相干性的理论解释
波动理论对干涉现象的解释
波动理论认为光是一种波，具有干涉现象 干涉现象是两束或多束波在空间相遇时，在某些区域波动增强，在另一 些区域波动减弱的现象 干涉现象的产生需要满足一定的条件，如频率相同、相位差恒定等
波动理论能够解释光的干涉现象，为光的相干性提供了理论基础
波动理论对相干性的解释
添加 标题
波动理论的基本概念：波动是能量在空间中传播的形式，具有振幅、频率和相位等特征。
添加 标题
相干性的定义：相干性是指两个或多个波源产生的波在空间某一点相遇时，它们在相位和振幅上相互关联的 程度。
添加 标题
波动理论对相干性的解释：根据波动理论，当两个或多个波源产生的波在空间相遇时，它们会相互叠加，形 成干涉现象。干涉的结果取决于各个波的相位关系，相干性则决定了干涉现象的明显程度。
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干涉现象与相干性的区别
干涉现象：由于光波的叠加而形成的明暗相间的条纹，与相干性无关。 相干性：光波的振动方向、频率和相位的一致性，是产生干涉现象的必要 条件。 区别：干涉现象是光的波动性的表现，而相干性是描述光波的振动状态。
相干光的条件
1.相干光的条件：两束光在相遇区域：振动方向相同。
2.振动频率相同。
3.相位相同或相位差保持恒定。
4.光的相干指的是两个光的波动（光波）在传播过程中保持着相同的的相位差，具有相同的频率，或者有完全一致的波形。
5.这样的两束光可以在传播过程中产生稳定的干涉，也就是相长干涉、相消干涉。
6.但在现实中完美的相干光能是不存在的，通常用相干性来描述光的相干性能，包含时间相干性和空间相干性。
7.从激光器出来的激光通常有很好的相干性。
8.这种激光在分束后合并可以产生稳定的相干条纹。
9.相干在物理学上还有更加普遍的意义，它代表两个波，或者波集，具有的相关性。
10.获得相干光源的三种方法：波阵面分割法：将同一光源上同一点或极小区域（可视为点光源）发出的一束光分成两束，让它们经过不同的传播路径后，再使它们相遇，这时，这一对由同一光束分出来的光的频率和振动方向相同，在相遇点的相位差也是恒定的，因而是相干光。
11.如，杨氏双缝干涉实验。
12.振幅分割法：一束光线经过介质薄膜的反射和折射，形成的两束光线产生干涉的方法。
13.如薄膜干涉。
14.采用激光光源：激光光源的频率，位相，振动方向，传播方向都相同。
光(2)-干涉
2
i + 0 /δ ′ k = 0 ,1, 2 , 3 ⋅ ⋅ ⋅ 为明条纹 k = 1, 2 ⋅ ⋅ ⋅ 为暗条纹
= 〈
kλ0 ( 2 k + 1)
λ0
2
等倾干涉的特点: *当面光源照射薄膜时，干涉图样是一组 明暗相间的同心圆环； *入射角越大,干涉级越低，对应半径越大 的干涉条纹.中心处干涉级最高。
上次课的内容复习
1. 光的相干条件:
基本概念和规律
频率相同、振动方向相同、相位差恒定. 2.干涉加强和减弱的条件与位相差及光程差的关系: n λ0 L= n i ri δ = ( L2 − L1 ) + 0 / 有反射时 1
∑
∆Φ = (ϕ20 − ϕ10 ) −
2πδ
= ± 2 kπ
= ± (2k + 1)π
2πδ
λ
=
2πδ
0
λ0
± kλ 0 相干加强 xdn δ = (r2 − r1 )n = = λ D ± (2k +1)
0
2
相干减弱
相邻条纹中心间距:
Dλ0 ∆x = dn
2
练习 #1a1201008c
瑞利干涉仪如图所示，用来测量气体的折射率. T1、T2 是一对完全相同的玻璃管,长为l,开始时,两管中均为空 气,P0处出现零级明纹.然后在T2管中充入待测气体,干 涉条纹将向下移动.设条纹的移动数目为N, T2管中气体 E 的折射率: T
1
2
δ = n 2 ( AB + BC ) − n1 AD ±
λ
D A B
1 2
0
C
2
n1 n2
两束反射光之间有附加的光程差。 * 当n1<n2>n3
什么是光的相干光和相干长度
什么是光的相干光和相干长度？光的相干性是指光波的波动特性在时间和空间上保持一致的程度。
光的相干性对于光学干涉、衍射和成像等现象具有重要影响。
相干光和相干长度是描述光的相干性的重要概念，下面我将详细介绍它们的原理和应用。
1. 相干光的原理：相干光是指两束或多束光波在时间和空间上保持一致的光波。
相干光的特点是光的振幅、相位和波长等参数在时间和空间上呈现一致的变化。
相干光的形成需要满足相干性条件，即光波之间的相位差在一定范围内保持稳定。
当两束或多束光波的相位差在相干长度范围内保持稳定，它们就可以被认为是相干光。
2. 相干长度的定义：相干长度是指光波在时间和空间上保持相干的最大传播距离。
它是光波相位差变化率和光波频率之间的比值。
相干长度与光波的波长、光源的宽度和光的频率等参数有关。
当光波的相位差变化率小于或等于光波频率的倒数时，它们之间的相干长度就可以达到最大值。
3. 相干光和相干长度的应用：-相干光在干涉和衍射等光学现象中具有重要应用。
例如，在干涉仪和衍射光栅中，相干光可以产生明暗条纹、干涉条纹和衍射图样等特殊的光学效应。
-相干长度在光学成像和光通信中具有重要意义。
例如，在光学成像中，相干长度决定了光学系统的分辨率和图像质量。
通过控制相干长度，可以实现高分辨率和高质量的图像。
-相干光在激光技术和光谱分析中也有重要应用。
例如，在激光技术中，相干光可以产生高强度、高方向性和高单色性的激光束。
在光谱分析中，相干光可以提供高分辨率和高精度的光谱信息。
总之，光的相干性是指光波的波动特性在时间和空间上保持一致的程度。
相干光和相干长度是描述光的相干性的重要概念。
深入了解光的相干光和相干长度的原理和应用，有助于优化光学系统的设计和性能，推动光学技术的研究和应用。
光的干涉和双缝干涉的条件
光的干涉和双缝干涉的条件光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生的干涉现象。
而双缝干涉则是光通过两个非常接近的缝隙形成的干涉。
在这篇文章中，我们将讨论光的干涉和双缝干涉的条件。
1. 光的干涉条件光的干涉需要满足以下条件：1.1. 相干光源：干涉需要来自相干光源的光波。
相干光源指的是具有相同频率、相位相近的光波。
例如，来自同一激光器的光波就是相干的。
这样的相干光源可以保持相干性很长时间，使得干涉现象得以观察。
1.2. 互相叠加：光波需要在同一区域内相互叠加才会发生干涉。
叠加可以是通过将两束光波合并成一束，或让它们在同一区域中相交而发生。
1.3. 光程差：光波在到达干涉区域时，需要存在光程差。
光程差是指两束光波的传播路径的长度差。
当光程差满足一定条件时，就会产生干涉现象。
2. 双缝干涉条件双缝干涉是一种特殊的光的干涉现象，需要满足以下条件：2.1. 平行光线：入射光线需要是平行光线。
这可以通过使用光源到狭缝的距离非常远，使得光线在到达狭缝时可以近似看作是平行的。
2.2. 窄缝：干涉屏上的两个缝隙需要很窄，通常比光的波长小很多。
这样可以保证光线通过缝隙时产生明显的干涉效应。
2.3. 周围环境暗：周围环境应尽量保持暗，以减少干涉图案的扰动。
这可以通过在干涉屏周围采取一定的屏蔽措施来实现，例如用遮光板遮挡周围的光源。
当这些条件满足时，双缝干涉现象将会发生。
在双缝干涉现象中，光经过两个缝隙后会产生交叠，形成一系列亮暗相间的干涉条纹，这被称为干涉图样。
干涉图样的条纹间距和亮暗程度与光的波长、缝隙的间距以及入射角等因素有关。
总结：光的干涉和双缝干涉是光学中重要的现象。
光的干涉需要相干光源、互相叠加和存在光程差；而双缝干涉需要平行光线、窄缝和周围环境暗。
这些条件的满足使得我们能够观察到干涉现象，并进一步研究光的特性和行为。
当我们理解了光的干涉和双缝干涉的条件后，我们可以更好地利用这些现象进行实验和应用，例如在光学仪器、干涉仪、激光技术等领域中的应用。
两束光的相干条件
两束光的相干条件
1. 两束光要频率相同才行呀！就好比两个人唱歌，得在一个调上才和谐嘛！比如激光，它们的频率就很一致，这可是相干的重要条件之一呢！
2. 两束光的相位差得恒定呀！这就像两个人跳舞，步伐得一致才能好看呀！你看那些干涉条纹，不就是因为相位差恒定才出现的嘛！
3. 两束光还得有相同的偏振方向呢！这就好像两个人走路得朝着同一个方向，不然不就走散啦！像偏振光在一些实验里就体现了这一点哦！
4. 它们得在相遇的地方有重叠呀！这就好像两个朋友要在同一个地方才能交流呀！比如在某些光学装置中，光就是这样相遇相干的哟！
5. 两束光的强度也不能相差太大呀！不然强的那束光不就把弱的那束光盖住啦！就像两个人说话，声音不能差距太大，不然就听不清啦！
6. 两束光的传播方向也有要求呢！得差不多才行呀！就跟两个人要一起走，方向总得一致吧！想想那些相干实验，不就是这样嘛！
7. 相干条件很严格呢，两束光得满足这么多条件！这多像一场严格的考试呀，都通过了才能成功！比如迈克尔逊干涉仪里的光不就是这样嘛！
8. 哎呀，两束光的相干条件真的很关键呀！就像搭积木，少了一块都不行！在很多光学现象里都能看到它们的重要性呢！
9. 两束光要相干还真不容易呀！这就像要两个人配合得特别默契一样难！但一旦满足了，那效果可就神奇啦，就像变魔术一样！
10. 你说两束光相干条件这么多，是不是很神奇呀！这就像生活中的很多事情，要很多因素都对了才行！像一些精密的光学仪器不就是靠这个嘛！
我的观点结论：两束光的相干条件虽然有些复杂，但正是这些条件的存在，才让我们看到了那么多奇妙的光学现象和应用呀！。
·相干光：满足相干三条件（振动方向相
·爱里斑：圆孔夫琅禾费衍射图样的中央亮斑称作爱里斑。
其大小(角半径) 与波长成正比，与圆孔的直径成反比。
·磁致双折射：在强磁场的作用下，非晶体也能产生双折射现象，称作磁致双折射效应。
·分波面法：从同一个波面上提取相干的次波源(如双缝干涉实验中的两条缝)的方法称作分波面法。
·分振幅法：在薄膜干涉中，由于膜的两个表面的反射和折射，同一条入射光线可分为两条(或多条)相干的反射光线(也可分为相干的透射光线)。
因为波的能量和振幅有关，所以这种获得相干光的方法称作分振幅法。
·干涉条纹的级次：条纹的级次是该条纹相应的光程差与波长的比值(即光程差是波长的多少倍的那个倍数)。
明条纹的级次是整数；暗条纹的级次是半整数。
·晶体起偏器件：用双折射晶体可以作成各种偏振棱镜(如格兰⋅汤姆孙棱镜；尼科耳棱镜等)，用来产生线偏振光，这些偏振棱镜称作晶体起偏器件。
·晶体相移器件：用双折射晶体可以做成波(晶)片，它可使晶体内的两束折射光产生一定的相位差，这样的波(晶)片称作晶体相移器件。
如果波(晶)片有特定的厚度，则可产生特定的相位差，这样的波(晶)片称作波片(如1/2波片；1/4波片等)。
·空间相干性：讨论当光源S具有一定的宽度时，在S的波面上多大范围内提取的两个次波源还能相干(有可观测的条纹，即衬比度V~ 1 )。
·相干间隔：干涉条纹刚好消失时两个次波源间的距离d0称作相干间隔。
·相干孔径：相干间隔对光源中心所张的角称作相干孔径。
·相干面积：波面上线度为d0(相干间隔) 的区域的面积称作相干面积。
·准单色光：在某个中心频率(波长)附近有一定频率(波长)范围的光称作准单色光。
·谱线宽度：对一条谱线，最大光强的一半处的谱线的波长(或频率)的范围称作该谱线的谱线宽度。
·最大光程差：干涉条纹第一次完全消失时所对应的相干光的光程差 L max叫作最大光程差，通常把它当作实际光源能否产生干涉的界限。
第七讲--光的相干性(新)
在图1.1中的杨氏干涉装臵中，假定轴上点S和轴外点 S’为两个独立的点光源。当这两个点光源各自产生的干 涉条纹彼此位移半个条纹间距时,屏上干涉条纹消失,总强 度处处相等,表明扩展光源的几何尺寸达到了空间相干性 所要求的极限尺度,即光源的临界尺度 bc 。
当点光源S向下移动到S’处时,零级干涉条纹从O点向 上移至P点,位移为 y 。显然点光源位臵移动引起的光程 差 L( P) 为: L( P) R r R r 0 (6.3)
这种波列的傅里叶分析必须作非周期函数处理，即它 是由各种各样的谐波共同产生的，在时间间隔 c 内存在这 个波列，而在 c 以外，这些波处处相消。一个有限的波列 可以看作一个孤立的脉冲，不必考虑它的形状。因为一个 单脉冲是一个非周期函数，但它可以看成是周期从 t 到 t 的一个周期函数。这样利用傅里叶积分可以导出 各频率成分的贡献（频谱）：
I max I min (6 1) 条纹的清晰程度，它定义为： K I max I min 其中 I max 和 I min 分别是干涉场中光强的极大值和极小值。
K可区分为以下三种情况：
K 1 K 1
完全相干 部分相干
(6 2)
K 0 完全不相干
相干效应可分为空间相干性和时间相干性。前者与光 源的几何尺寸有关，后者则与光源的相干长度或单色性 （带宽）有关。 迈克耳逊干涉仪为测量时间相干性提供了一种方便的 技术；空间相干性则由杨氏双逢实验作出了最好的证明。
R R 1 R R sl y y r r r 2 r 2d 2d
(6.8)
因此，空间相干条件为 s d 。而实际光源为连续 R 2 扩展光源，并非只有两个点光源，而是在两个边缘点光源 之间连续分布着无穷多个点光源。显然，在这种点光源连 续分布的情况下，边缘点光源产生的干涉条纹只彼些位移 半个条纹间距 1 y 时，屏上的合成强度仍有一定的对比度； 2 只有当 时，对比度才会下降到零，即干涉条纹完 y y 全消失。此时所对应的边缘点光源间距 ，即为空间 s bc 相干性所要求的扩展光源尺寸的极限（图1.2） 。光源的 相干尺度为：
两列光波相干条件
两列光波相干条件光波相干性是光学中一个非常重要的概念，它描述了两个光波之间的相位关系和干涉现象。
当两个光波在相遇时，它们可以相互干涉并产生干涉图样，这种干涉效应是基于光波的相干性的。
光波的相干性与光源的特性有关，主要与光源的光谱宽度、相干时间、相干长度等参数有关。
光波的相干性条件有许多，其中最重要的是时间相干条件和空间相干条件。
一、时间相干性条件：在某一光学测量过程中，我们通常关心的是光源产生的光波是否相干。
时间相干性是一种描述光波干涉现象的重要特性。
在构成干涉现象的光波中，光波的频率和相位关系的稳定性对光波的相干性起着重要作用。
1. 光波相干的时间尺度：当两个光波的相位关系在时间尺度上是稳定的，它们就具有相干性。
两个光波的相位差改变不超过某一临界值时，如小于或等于波长，则构成相干光。
干涉的一阶条件可表达为：Δt≤(2π/Δω)，其中Δt是相干时间，Δω是光波的频谱宽度。
2. 光波源的光谱宽度：光谱宽度是光波频谱在单位频率范围内具有能量的带宽。
对于一个单色光源（相干长度为无穷大），它的光谱宽度为零。
随着光源发出的光波的频谱宽度越来越大，光波的相干性就越来越差。
如果两个光源的光谱重叠，它们之间将存在干涉现象。
3. 光波的相干时间：光波的相干时间是指光波的相位关系保持稳定的时间。
相干时间是一个重要的指标，它决定了光波干涉现象的观测时间。
对于连续波光源，相干时间等于或小于特定的时间常数T，称为自相关时间。
二、空间相干性条件：空间相干性是光波的相干性另一个重要方面。
光波的波面数目和波前形状的稳定性影响了干涉的发生和形态。
1. 波面数目：波面数目描述了光波前表面上的相位分布情况。
当两个光波的波前相干，即波前上的相位分布情况相对稳定，这两个光波可以干涉。
2. 波前相位的稳定性：当光波的波前相位在空间上保持稳定时，它们具有空间相干性。
波前相位的稳定性可以用相干长度来描述，即波前相位变化不超过临界值（约为波长）。
光学习题课
光学习题课
光学小结
一、光的干涉
Ⅰ 基本概念
1 光的相干条件：
振动频率相同 振动方向相同
位相相同或位相差恒定
只能利用同一原子的同一波列
2、相干光的获得：
把由光源上同一点发出的光设法分成两部分，再迭
加起来。
分波阵面法
分振幅法
2020/3/2
2
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3、光程与光程差
相邻明纹的间距：
x xk1 xk D / d
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19
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3.已知：S2 缝上覆盖的介质
厚度为 h ，折射率为 n ，设 入射光的波长为.
S1
r1
问：原来的零级条纹移至何处？S2
r2
若移至原来的第 k 级明条纹处， h
其厚度 h 为多少？
原来 k 级明条纹位置满足：
s
(o') (R2' r2' ) (R1' r1' ) 0
R1' s1
R1 R2
R2'
s2
r1 r2
X
o
r1'
r2'
o'
R2' R1'
r2' r1'
(o) (R1' r1) (R2' nt t r2 )
零级明纹下移,则整个条纹下移. (R1' R2' ) (r1 r2 ) (n 1)t 0
解：从S1和S2发出的相干 光所对应的光程差
r2 r1 k
设有介质时零级明条纹移到原
(r2 h nh) r1 来第 k 级处，它必须同时满足：
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光相干条件
光相干条件是指两个或多个光波之间存在相位关系，并且这种相位关系在一定时间范围内保持稳定。
在光学中，相干性是指光波之间的相位关系，即光波的振动状态的一致性。
相干性是一种重要的光学特性，它决定了光波的干涉、衍射、散射等现象。
因此，研究光的相干性对于理解和应用光学现象具有重要意义。
光相干性的实现需要满足两个条件：空间相干和时间相干。
空间相干是指光波在空间上的相位关系，在干涉实验中通常是指光源的大小和形状。
时间相干是指光波在时间上的相位关系，主要与光源的频率、光波的相位变化和光波传播距离有关。
光相干性在许多领域具有广泛的应用。
在光学干涉中，相干性决定了干涉图案的形成，如Young双缝干涉和Michelson干涉仪。
在光学成像中，相干性可以提高图像的分辨率和对比度，如光学相干层析成像（OCT）技术。
此外，相干性还在光学通信、光谱分析、激光干涉测量等领域发挥着重要作用。
光相干性的研究涉及到光波的传播和相位关系的稳定性。
为了实现相干性，我们通常需要采取一些措施，如使用单色光源、稳定的光路和光束整形器件等。
此外，光学器件的材料和表面质量也会对相干性产生影响。
对于光相干性的研究，我们通常会使用干涉仪、相干探测器和相干
性度量器等设备来测量和分析光波的相位关系和相干性。
通过这些设备，我们可以了解光波的相位差、相干长度、相干时间和相干带宽等参数。
光相干条件是光学中一种重要的特性，它决定了光波的干涉、衍射和散射等现象。
相干性的研究对于理解和应用光学现象具有重要意义，广泛应用于光学干涉、成像、通信和光谱分析等领域。
通过采取适当的措施和使用相应的设备，我们可以准确地测量和分析光波的相位关系和相干性。
光相干性的研究将进一步推动光学领域的发展和应用。