物理光學(xué)課件復(fù)習(xí)2干涉

1、 物理光學(xué) Physics Optics第二章 光的干涉 薄膜干涉色1.掌握以下基本概念 光的干涉干涉的定義按照波動(dòng)光學(xué)觀點(diǎn)，光的干涉指兩個(gè)或者多個(gè)光波在同一空間域疊加時(shí)，若該空間域的光能量密度分布不同于各個(gè)分量波單獨(dú)存在時(shí)的光能量密度之和，則稱光波在該空間域發(fā)生了干涉。幾個(gè)概念： 1.干涉場; 2. 干涉條紋或干涉圖形波的疊加原理 波的疊加原理兩列波在同一空間區(qū)域傳播時(shí)，空間每一點(diǎn)將受到各分量波作用，在波疊加的空間區(qū)域，每一點(diǎn)擾動(dòng)將等于各個(gè)分量波單獨(dú)存在時(shí)該點(diǎn)的擾動(dòng)之和。 波的獨(dú)立傳播原理光源A和光源B發(fā)出的兩列光波在同一空間區(qū)域傳播時(shí)，互不干擾，每列波按照各自的傳播規(guī)律獨(dú)立進(jìn)行。成立條件：

2、滿足微擾條件干涉強(qiáng)度2. 雙光束干涉基本條件干涉項(xiàng)干涉項(xiàng)干涉項(xiàng)的出現(xiàn)是光波疊加的結(jié)果，干涉現(xiàn)象是否產(chǎn)生，取決于干涉項(xiàng)干涉項(xiàng)不為0的條件相干條件差頻項(xiàng)和頻項(xiàng)，時(shí)間平均值為0相干條件（干涉基本條件）相干條件干涉項(xiàng)不為0的條件:1.2.3.不隨時(shí)間變化初位相差恒定E1和E2不正交干涉裝置產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)相干光波引入被測對(duì)象改變個(gè)相干光波的傳播方向或波形使其疊加，產(chǎn)生干涉 產(chǎn)生相干光波的功能又稱分光功能，按照分光方法不同，干涉裝置可分為兩類：分波面裝置和分振幅裝置3.兩個(gè)平面波的干涉干涉場強(qiáng)度其中干涉圖形(干涉強(qiáng)度分布)分析等強(qiáng)度面法線方向?yàn)? 干涉條紋反襯度(意義:研究提高反襯度途徑) 沿k方向考察的

3、干涉強(qiáng)度分布定義反襯度V定量描述干涉條紋清晰度于是:由右圖看出:設(shè)E1和E2強(qiáng)度比I2/I1=，振動(dòng)方向之間夾角，則有=1，=0時(shí)，V=1，全對(duì)比=0或=90時(shí)，V=0，看不到干涉條紋例題分析干涉條紋分布特點(diǎn)4.兩個(gè)球面波的干涉如圖所示：設(shè)兩球面波P點(diǎn)電場振動(dòng)方向相同，用光程表示干涉場強(qiáng)度分布I1(P)和I2(P)分別是光源S1和S2單獨(dú)照射時(shí)P點(diǎn)的強(qiáng)度表示S1和S2傳到P點(diǎn)的光程差干涉強(qiáng)度分布特點(diǎn) 峰值強(qiáng)度面最大強(qiáng)度面條件最小強(qiáng)度面條件仍表示干涉級(jí) 二維觀察平面上干涉條紋性質(zhì)明暗相間的干涉條紋，等強(qiáng)度面與觀察平面的交線，考察面位置不同，條紋形狀也不同。 干涉強(qiáng)度空間頻率 兩球面波干涉，干涉場

4、強(qiáng)度分布不再具有嚴(yán)格的空間周期性。但是，干涉強(qiáng)度與位相差或光程差之間仍然存在著周期性。 可以從極限意義上定義干涉強(qiáng)度分布的局部空間頻率例題:平面波和球面波的干涉處理干涉問題的方法步驟處理干涉問題的基本公式1. 什么是波的疊加原理。2. 干涉的基本條件是什么?3. 什么是相干光波?如何產(chǎn)生兩束或多束相干光波?思 考 題4. 兩個(gè)平面波干涉,等強(qiáng)度面是什么形狀?在三維干涉場中放置不同方向的二維觀察屏,屏上會(huì)出現(xiàn)什么形狀的干涉條紋?5.兩個(gè)平面波干涉,條紋的空間頻率與什么參數(shù)有關(guān)?空間頻率的極大值和極小值為何?6.兩個(gè)平面波干涉,條紋的反襯度與什么有關(guān)? 如何獲得全對(duì)比的干涉條紋?思 考 題7. 兩個(gè)球面波干涉,干涉條紋有哪幾種可能的形狀?當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)光源之間的距離L變化時(shí),干涉條紋會(huì)發(fā)生什么變化?8.什么