波动光学-干涉2

《波动光学-干涉2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、§3.5时间相干性由于谱线宽度的存在，（准）单色光入射到双缝装置后，不同波长光都形成自己的干涉条纹，除0级外，其余级次都将错开，并出现不同级次的重叠。为简单起见，讨论一矩形光强分布的准单色光。重叠处光强是非相干叠加的。/2-+/2/2I1不同波长的干涉亮纹强度极大值的位置，按级次排列的情况如下图示：在波长范围内2相干长度与谱线宽度的关系：波长为：波长为：λλ2Δ+λλ2ΔkMkM-1kM+1kM亮成一片k=0k=0112233当波长（+/2）的光对应的kM级亮纹与波长（-/2）的光对应的kM+1级亮纹重合时，此后条纹连成一片。于是有波程差m

2、=考虑到上式经整理得：kMkM-1kM+1kM亮成一片k=0k=0112234：两列波能发生干涉的最大波程差，称为相干长度。M越大，相干性越好。越小，单色性越好，干涉条纹对比度下降越慢，相干性越好（补图）。5（时间相干性越好）所以,可以说时间相干性是波列长度有限引起的。则SS1S2c1c2b1b2a1a2Po从此图可以看出:能产生干涉的最大波程差就是波列的长度.若L为波列长度6∴时间相干性的好坏，也可以用波列长度L（相干长度）或波列延续时间（相干时间）来衡量。补充二。对光的时间相干性的理解。波列长度越大，或相干时间越大，就越能看到干涉现象，时间相干性就越好。7§3.

3、6光程（opticalpath）位相差在分析光的叠加时十分重要，为便于计算光通过不同媒质时的位相差，引入光程概念。光通过媒质时不变，但要变为’。（补图）真空中的波长---------媒质中的波长若媒质厚度为d,前后两点的位相差为8从相位看：媒质中距离d包含的波长数与真空中距离nd包含的波长数相同，即二者产生相同的相差。从时间看：光在媒质中通过距离d的时间与在真空中通过距离nd的时间相同。nd——折射率为n的媒质中，光在距离d上的等效真空路程，称为光程．以后采用光程差，就可一律用真空中的波长计算了．9在光学中常用到透镜。需要指出的是透镜不产生附加光程差．（补图）10

4、§3.7薄膜干涉（一）——等厚条纹薄膜干涉是分振幅干涉。等厚条纹——同一条纹反映膜的同一厚度。日常中见到的薄膜干涉：肥皂泡，雨天地上的油膜，昆虫翅膀，…其上的彩色。膜为何要薄？——光的相干长度所限。薄膜干涉有两种条纹：等倾条纹——同一条纹反映入射光的同一倾角。11一、劈尖（劈形膜）劈尖——夹角很小的两个平面所构成的薄膜。1，2两束光来自同一束入射光，它们可以干涉——分振幅干涉.设单色平行光入射，在入射点A处，膜厚为e，在n,定了以后,只是厚度e的函数.观察劈尖干涉的实验装置（补图）。12劈尖干涉在膜表面附近形成明、暗相间的条纹,13同一厚度e对应同一级条纹——等

5、厚条纹在棱边处e=0，由于半波损失而形成暗纹。eD条纹间距L=tanq明纹暗纹eekek+1L14相邻两条亮纹（或暗纹）对应的厚度差e：所以eD条纹间距L=tanqeekek+1L15演示:肥皂膜劈尖的干涉应用举例：(补图）1.测波长.2.测微小直径、厚度（或镀膜厚度）、长度变化3.检测表面质量.条纹分得更开，更好测量。16二、牛顿环平行光入射,平凸透镜与平晶间形成空气劈尖。17光程差（n=1）(1)代入(2)得，第k级暗环半径18牛顿环装置还能观测透射光的干涉条纹，它们与入射光的干涉条纹正好亮暗互补。(想一想为甚麽？)。演示：牛顿环由内疏外密19牛顿环的应用：——

6、测透镜球面的半径R：数清m，测出rk、rk+m，则测入射光波长：R已知，数清m，rk，rk+m可算出（见上式）。20检验透镜（的球面）表面质量：（因为n=1）21