3楊氏空間相干性and分振幅干涉okPPT課件

1、1 1 ？ ？ 2 2 擴(kuò)展光源上一擴(kuò)展光源上一（X X）在屏上）在屏上P P點(diǎn)（點(diǎn)（X X）產(chǎn)生的光強(qiáng)）產(chǎn)生的光強(qiáng) RD 1 s 2 s b 0 d 1 R 2 R 1 r 2 r z x x d x dI P 2 cos1 2)( 0 LxdIpdI x xx dd RD 2121 ()()LRRrr 3 3 bd u R 令： 2 0 2 2 21 cos() b b dd II dxxx RD x D d R bd d R IbI 2 cossin22 00 ) 2 cos sin 1 (2 0 x D d u u bI sinu u max0 sin 2(1 |) u II b u

2、max0 sin 2(1 |) u II b u maxmin maxmin II II 4 4 sin ; ubd u uR 第一次為第一次為0 0出現(xiàn)在出現(xiàn)在u=u= 光源極限寬度光源極限寬度 2345 0.2 0.4 0.6 0.8 1 /u 1 5 5 b d R 1 S 2 S 光場(chǎng)的空間相干性光場(chǎng)的空間相干性 相干面積（正方形，圓）相干面積（正方形，圓） R d b S1 S2 b d R bR d 越大空間相干性越好越大空間相干性越好 在在 范圍內(nèi)的光場(chǎng)中，正對(duì)光源的平面上的任意兩點(diǎn)的光范圍內(nèi)的光場(chǎng)中，正對(duì)光源的平面上的任意兩點(diǎn)的光 振動(dòng)是相干的振動(dòng)是相干的 相干孔徑角相干孔徑角

3、 d d 對(duì)光源中心的張角對(duì)光源中心的張角 b b越小空間相干性越好越小空間相干性越好 ，點(diǎn)光源點(diǎn)光源照明的空間里（橫向范圍）照明的空間里（橫向范圍） 波面上各點(diǎn)是完全相干的波面上各點(diǎn)是完全相干的 6 6 b d R 星體星體 使使d d = = d dc c ，條紋消失，條紋消失 c d c R d b 邁克爾孫測(cè)量干涉儀邁克爾孫測(cè)量干涉儀 D x d 7 7 2.2.理想點(diǎn)光源理想點(diǎn)光源照明的空間里波面上各點(diǎn)是完全相干照明的空間里波面上各點(diǎn)是完全相干 的的 小結(jié)小結(jié) 1.1.空間相干性問(wèn)題源于空間相干性問(wèn)題源于普通光源普通光源的的不同部分不相干不同部分不相干 3.3.擴(kuò)展光源擴(kuò)展光源只在波

4、前的一定范圍內(nèi)各點(diǎn)才是相干的只在波前的一定范圍內(nèi)各點(diǎn)才是相干的 4.4.普通光源的空間展寬越大，其光場(chǎng)的空間相干范普通光源的空間展寬越大，其光場(chǎng)的空間相干范 圍越小圍越小 8 8 入射光束被入射光束被薄膜薄膜分解為分解為兩束兩束光光, ,在空間交疊而形成干涉場(chǎng)在空間交疊而形成干涉場(chǎng) 9 9 點(diǎn)光源的薄膜干涉點(diǎn)光源的薄膜干涉 干涉條紋干涉條紋- -同心圓同心圓 薄膜兩面不平行仍然是非定域的薄膜兩面不平行仍然是非定域的 非定定域干涉：整個(gè)交疊空間均可觀(guān)察到干涉條紋非定定域干涉：整個(gè)交疊空間均可觀(guān)察到干涉條紋 10 10 光源有一定的寬度光源有一定的寬度？ 不同點(diǎn)光源強(qiáng)度代數(shù)相加不同點(diǎn)光源強(qiáng)度代數(shù)相

5、加 擴(kuò)展光源擴(kuò)展光源 11 11 光源寬度的變化，空間不同區(qū)域干涉場(chǎng)的襯比度也變化，光源寬度的變化，空間不同區(qū)域干涉場(chǎng)的襯比度也變化， 但存在一個(gè)特定區(qū)域，這里的襯比度下降最慢或始終不下但存在一個(gè)特定區(qū)域，這里的襯比度下降最慢或始終不下 降，襯比度不因光源擴(kuò)展而降低的特定區(qū)域（曲面），為降，襯比度不因光源擴(kuò)展而降低的特定區(qū)域（曲面），為 定域中心定域中心 定域中心曲面在空間的位置與膜層幾何特征有關(guān)定域中心曲面在空間的位置與膜層幾何特征有關(guān) 12 12 光源有一定的寬度光源有一定的寬度？ 定域中心定域中心 定域深度定域深度 b ,0b 13 13 干涉區(qū)域：膜層表面干涉區(qū)域：膜層表面( (上方上

6、方 or or 下方下方) )、無(wú)窮遠(yuǎn)、無(wú)窮遠(yuǎn) 物像等光程原理，利用光具組觀(guān)測(cè)干涉條紋物像等光程原理，利用光具組觀(guān)測(cè)干涉條紋 14 14 2 cosABBChi 121 sin2 tan sinADACihii 1 ()Ln ABBCn AD h A B C D 1 n n 1 n 1 i 2 i r i 1 2 2 n 15 15 定域中心：定域中心： 無(wú)窮遠(yuǎn)處無(wú)窮遠(yuǎn)處 2 2、牛、牛 頓頓 環(huán)環(huán) 1 1、劈尖干涉、劈尖干涉 定域中心：定域中心： 薄膜表面薄膜表面 2 2cos/ 2Lnhi 16 16 f f 屏幕屏幕 n n2 2 平行平行 i i1 1 M M S S L L 觀(guān)察等傾

7、條紋的實(shí)驗(yàn)裝置和光路觀(guān)察等傾條紋的實(shí)驗(yàn)裝置和光路 光源的寬度？光源的寬度？ 17 17 i S i PP 1 n n 2 n P P i 222 1 (1,2,3max 2sin 2(21)(0,1,2min 2 mm hnni mm ） ） 2 2cos/ 2Lnhi 18 18 等傾干涉條紋照片等傾干涉條紋照片 19 19 1 1、 2 2、 222 1 1,2,max 2sin (21)20,1,2,min2 mm hnni mm i S i PP 1 n n 2 n P P i 20 20 從中心數(shù)起來(lái)第從中心數(shù)起來(lái)第N N個(gè)條紋對(duì)應(yīng)的角個(gè)條紋對(duì)應(yīng)的角 度度 3 3、 L L f f

8、P P o o r r環(huán) 環(huán) n n1 1 n n2 2 n n i i S S i i 0 0 2/ 2 2cos/ 2() N nhm nhimN 2(1 cos) N nhiN 觀(guān)測(cè)范圍不大觀(guān)測(cè)范圍不大 2 cos1/ 2 NN ii N N i nh 1 1 N nN i nh NN rfi 21 21 從中心數(shù)起來(lái)第從中心數(shù)起來(lái)第N N個(gè)條紋附近相鄰個(gè)條紋附近相鄰 兩圓環(huán)間角間距（對(duì)透鏡中心）兩圓環(huán)間角間距（對(duì)透鏡中心） 2 1 2 N N n i n hi 2 1 2 NN N fn rfi n hi N N r N i N r 3 3、 L L f f P P o o r r環(huán)

9、環(huán) n n1 1 n n2 2 n n i i S S i i 1N 22 22 若若h 則則 m 4 4、 0 2Lnhm 2 h n 1m中心級(jí)次 23 23 5 4 3 2 1 4 3 2 1 2 N n 24 24 , m m hir 一定 2 1,2,max 2cos (21)20,1,2,min2 mm hni mm 25 25 P h AB 1 n n 2 n i 2 i C D S 222 1 2sinLh nni (1,2,3max (21)(0,1,2min 2 mm mm ） ） 無(wú)半波損無(wú)半波損 26 26 有的顏色亮，有的消失，有的顏色亮，有的消失，沒(méi)有干涉條紋。沒(méi)有

10、干涉條紋。 。 (1,2,3max 2 2(21)(0,1,2min 2 mm nh mm ） ） 27 27 m 222 1 2sin 2 Lh nni m m=1=1時(shí)有時(shí)有 22 (21) 4sin m h ni 7 22 (21) 4.8 10 4 1.30.5 m 7 (21) 1.0 10mm 7 min 1.0 10mh 28 28 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 3800-78003800-7800埃埃 22nhm 77 44 1.30 1.0 105.20 10 212121 nh mmm 7 5.20 10m 7 1.733 10m 29 29 照相機(jī)鏡頭表面、太陽(yáng)能電池表面鍍有增透膜照相機(jī)鏡頭表面、太陽(yáng)能電池表面鍍有增透膜 、激光諧振腔反射鏡增反、激光諧振腔反射鏡增反 膜，隱形飛機(jī)膜，隱形飛機(jī) ）（低膜）（低膜） 或增反射膜（高膜）或增反射膜（高膜） 2 n g n 1 n 2 n g n 1