光波干涉的條件課件

12.1光的干涉和干涉系統(tǒng)光的現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的主要特征，它是許多光學(xué)儀器和測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)。本章研究光的干涉特性。干涉的條件如何？如何應(yīng)用干涉現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量？?jī)烧咴赑點(diǎn)的合振動(dòng)的光強(qiáng)表示為P點(diǎn)光強(qiáng)有最大值P點(diǎn)光強(qiáng)有最小值兩個(gè)頻率和振動(dòng)方向相同的單色光波的疊加考慮到兩光波的初相位之差，則兩光波的相位差為如果在考察時(shí)間內(nèi)，兩光波的初相位差保持不變，光程差也恒定不變，即則該點(diǎn)的強(qiáng)度不變，疊加區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的強(qiáng)度都不變，那么疊加區(qū)域內(nèi)將形成穩(wěn)定度的強(qiáng)度分布，稱(chēng)這種現(xiàn)象為干涉現(xiàn)象由（3）式可知，兩束光波疊加后的總強(qiáng)度中除了兩列波的強(qiáng)度和之外，還多了一項(xiàng)交叉項(xiàng)

I12，它反映了這兩束光的干涉效應(yīng)，通常稱(chēng)為干涉項(xiàng)?？紤]到兩個(gè)單色光波的振動(dòng)方向之間的夾角θ，則疊加區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)的強(qiáng)度為由干涉項(xiàng)可知，影響光強(qiáng)條紋穩(wěn)定分布的主要因素是，兩光束頻率；兩光束振動(dòng)方向夾角；兩光束的初相位（產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件）（1）對(duì)干涉光束的頻率要求①當(dāng)兩束光頻率相等，=0，干涉光強(qiáng)不隨時(shí)間變化，可以得到穩(wěn)定的干涉條紋分布。②當(dāng)兩束光的頻率不相等，0時(shí)，干涉條紋將隨著時(shí)間產(chǎn)生移動(dòng)，且愈大，條紋移動(dòng)速度愈快。當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，圖像就會(huì)彌散掉。要求兩束光的頻率相等。（2）對(duì)兩干涉束光振動(dòng)方向的要求若=0，兩光束的振動(dòng)方向相同，存在干涉項(xiàng)，總光強(qiáng)最大或者最小，條紋最清晰；若=/2，兩光束振動(dòng)方向正交，不存在干涉項(xiàng)，不發(fā)生干涉；當(dāng)0<<

/2時(shí)，干涉項(xiàng)處于最大和最小之間，因此，干涉條紋清晰度介于上面兩種情況之間。要求兩干涉光束的振動(dòng)具有相同方向的分量由干涉項(xiàng)可知，影響光強(qiáng)條紋穩(wěn)定分布的主要因素是，兩光束頻率；兩光束振動(dòng)方向夾角；兩光束的相位差（產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件）干涉現(xiàn)象的幾點(diǎn)說(shuō)明如果干涉項(xiàng)

I12遠(yuǎn)小于兩光束光強(qiáng)中較小的一個(gè)，就不易觀(guān)察到干涉現(xiàn)象；如果兩個(gè)光波的振動(dòng)方向不平行，則只有其中平行分量才能形成干涉，而垂直分量將在觀(guān)察面上形成背景光，影響干涉條紋的清晰度干涉現(xiàn)象就是指這兩束光在重疊區(qū)內(nèi)形成的穩(wěn)定的光強(qiáng)分布。所謂穩(wěn)定，是指用肉眼或記錄儀器能觀(guān)察到或記錄到條紋分布，不隨時(shí)間變化。問(wèn)題：光既然是一種電磁波，就會(huì)具有波動(dòng)的一般特征，應(yīng)能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。但是，為什么通常用兩個(gè)日光燈照明時(shí)不會(huì)發(fā)現(xiàn)光的強(qiáng)弱穩(wěn)定分布呢？如何解釋?zhuān)课镔|(zhì)是由原子、分子或離子組成，而原子有帶正電的原子核及繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成；電子一方面繞核做軌道運(yùn)動(dòng)，一方面本身做自旋運(yùn)動(dòng)。+2e-e-e原子核電子E0基態(tài)E1E2En激發(fā)態(tài)不同原子產(chǎn)生的各個(gè)波列之間、同一個(gè)原子先后產(chǎn)生的各個(gè)波列之間，都沒(méi)有固定的相位關(guān)系，這樣的兩個(gè)光波并不滿(mǎn)足上述三個(gè)必要條件。一般來(lái)說(shuō)很難形成干涉現(xiàn)象。不相干(不同原子發(fā)的光)不相干(同一原子先后發(fā)的光)∴∵分波面法：將一個(gè)波列的波面分成兩部分或幾部分,每一部分發(fā)出的波再相遇時(shí)，必然是相干的，楊氏干涉就屬于這種干涉方法。pS

*分波面法獲得相干光源的方法分振幅法：通常