物理光学-第十一章光的干涉和干涉系统ppt课件.ppt

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1、1第十一章光的干涉和干涉系统§11－1光波的干涉条件一、干涉现象1、什么是干涉现象（Interference）2、相干光波（Coherentwave）和相干光源（Coherentlightsource）能够产生干涉的光波，叫相干光波；其光源称为相干光源。2干涉现象实例（InterferenceExamples）324二、干涉条件一般情况下，5对于两个平面简谐波6干涉条件（必要条件）：补充条件：叠加光波的光程差不超过波列的长度7§11－2杨氏干涉实验（Young’sdouble-slitexperiment）一、干涉图样的计算1、P点的干涉条纹强度光强

2、I的强弱取决于光程差82、光程差D的计算光程差：93、干涉条纹（Interferencefringes）及其意义x对于接收屏上相同的x值，光强I相等。条纹垂直于x轴。10用光程差表示：结论：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2p。在同一条纹上的任意一点到两个光源的光程差是恒定的。11InterferencefringesaxialZeroth-ordermaximumFirst-orderminimumFirst-ordermaximum124、干涉条纹的间隔定义：两条相干光线的夹角为相干

3、光束的会聚角，用w表示。m+1135、干涉条纹间隔的影响因素1）相干波源到接收屏之间的距离D2）两相干波源之间的距离d3）波长14干涉条纹间隔与波长的关系x0白条纹白条纹白光条纹15二、两个点源在空间形成的干涉场16在三维空间中，干涉结果：等光程差面局部位置条纹17§11－3干涉条纹的可见度Thevisibility(contrast)ofinterferencefringesK表征了干涉场中某处干涉条纹亮暗反差的程度。可见度(Visibility,Contrast)定义：18式（11-14）影响因素:振幅比、光源大小、光源的非单色性。19一、振幅

4、比对条纹可见度的影响20二、光源宽度的影响和空间相干性扩展光源：非相干点源的集合可见度下降。xIxI211、光源宽度对条纹可见度的影响Pr1r2OS1S2S'S0x'1r'2r'S''dx'cdbβlDl1l2xc发出的光线到p:22讨论：1）光源的临界宽度：条纹可见度为0时的光源宽度2）光源的允许宽度：能够清晰地观察到干涉条纹时，允许的光源宽度10.9Kbs1′bs1s2××s2′2、空间相干性（SpatialCoherence)若通过光波场横向两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间两点的光具有相干性。θ1S20’x'ebcβlDxS1θ

5、2ω026三、光源的非单色性的影响和时间相干性281.条纹定域：能够得到清晰干涉条纹的区域。一、干涉条纹的定域2.平板干涉的优点，取，用面光源。非定域条纹：在空间任何区域都能得到的干涉条纹。定域条纹：只在空间某些确定的区域产生的干涉条纹。§11－4平板的双光束干涉29二、平行平板(Plane-ParallelPlates)干涉（等倾干涉Interferenceofequalinclination）1.光程差计算nn'30nn'phasechangeNophasechange2.产生等倾圆条纹的平板干涉装置：讨论等倾圆条纹的角半径和角间距观察等倾条纹

6、的实验装置和光路inMLSf屏幕1N323、条纹分析(Fringesofequalinclination)（光程差与条纹级数）（最大干涉级在中心。时最大，＝）光程差在q0213334中央条纹宽，边缘条纹窄。（5）反射光条纹和透射光条纹互补35二、楔形平板干涉（等厚干涉Interferenceofequalthickness）图11-16用扩展光源时楔行平板产生的定域条纹a)定域面在板上方b)定域面在板内c)定域面在板下方SPb)SPa)SPc)1）定域面的位置由＝0确定2）光源与楔板位置不同时的定域面位置3）楔板的角度越小，定域面离板越远，当平行

7、时，定域面在无限远处；4）在实际工作中，不一定为0，干涉条纹不只局限于定域面上，而是在定域面前后一定范围内可以看到干涉条纹，这个区域称为定域深度。S1S2P37图11-18楔形平板的干涉θ2ACSPBβ=0θ1nn'n'2、光程差计算38垂直入射时，光程差是厚度h的函数，在同一厚度的位置形成同一级条纹。39（1）对于折射率均匀的楔形平板，条纹平行于楔棱40Dh(2)两条纹间厚度的变化Lhekek+1明纹暗纹n（3）411、迈克尔逊干涉仪（TheMichelsoninterferometer）ExtendedsourceBeamsplitter

8、ReflectivecoatingMirrorCompensatingplate1）干涉仪结构分光板和补偿