高二物理物理競(jìng)賽光場(chǎng)的空間相干性課件

1．光場(chǎng)的空間相干性1）兩個(gè)次波源和的部分相干性只有一個(gè)點(diǎn)光源時(shí)，，和完全相干兩個(gè)點(diǎn)光源A和B使次波源和部分相干證明：

當(dāng)A和B兩個(gè)點(diǎn)源的干涉圖樣錯(cuò)開半個(gè)條紋間距時(shí)，總光強(qiáng)反襯度下降為零。已知：

兩個(gè)點(diǎn)源錯(cuò)開的距離就為：其中：且：由于：

即：有：兩套條紋峰谷相對(duì)時(shí)則：線光源時(shí)的反襯度設(shè)任一點(diǎn)光源距中心點(diǎn)的位移為此點(diǎn)光源在屏幕上任一點(diǎn)P的相位差為這個(gè)點(diǎn)光源在屏幕上的光強(qiáng)分布為：長(zhǎng)度為b的連續(xù)非相干點(diǎn)源的總光強(qiáng)為：其中：反襯度：即：時(shí)，干涉條紋反襯度為零。時(shí)結(jié)論：（1）隨線光源變寬，反襯度逐漸下降（2）當(dāng)兩個(gè)邊緣點(diǎn)源錯(cuò)開半個(gè)條紋間距時(shí)反襯度不為零（3）當(dāng)線光源的兩個(gè)邊緣點(diǎn)源生成的兩套干涉圖樣互相錯(cuò)開一個(gè)條紋間距時(shí)由于：且：時(shí)，反襯度下降為零。即當(dāng)時(shí)兩套干涉圖樣互相錯(cuò)開一個(gè)條紋間距光源合成強(qiáng)度光源上各點(diǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)度圖d:錯(cuò)開半個(gè)條紋間距，圖e：錯(cuò)開一個(gè)條紋間距（4）光源線度繼續(xù)增加，條紋的反襯度仍然有些起伏，如計(jì)算圖所示。但由于起伏不大，可以認(rèn)為線光源寬增至后反襯度始終為零。若（光源線度），和部分相干若（光源線度），和完全非相干2）若雙孔間距d不變，隨光源線寬b變大，反襯度下降3）若光源的線寬b不變，隨雙孔間距d變大，反襯度下降定義：給定寬度b后，在多大范圍取出的兩個(gè)次波源和還是相干的，稱為次波源和的空間相干性。4）次波源和的空間相干性下圖給出了兩個(gè)次波源和相干的空間范圍只有在如圖所示的范圍內(nèi)取出的兩個(gè)次波源才是相干的5）空間相干性的起因正是由于光源S在空間由點(diǎn)源擴(kuò)展成線光源。才引出了次波源和的空間相干性的問(wèn)題，光源S的空間擴(kuò)展性就是次波源和空間相干性的起因。若b給定:兩個(gè)次波源的相干范圍即被確定6）光場(chǎng)中兩個(gè)次波源的空間相干范圍（1）相干線寬:相干范圍的橫向線度：（2）相干面積:若光源為面光源，則相干范圍的面積為（3）相干孔徑角:由：，和（4）空間相干性反比公式:有：,稱為空間相干性反比公式已知太陽(yáng)的視角約為，估算太陽(yáng)光射到地面上時(shí)的相干線度和相干面積？解：

取白光的中心波長(zhǎng)為太陽(yáng)光的平均波長(zhǎng)相干線度為：相干面積為：6）例題：結(jié)論：（1）若要通過(guò)雙孔直接看太陽(yáng),雙孔間距時(shí)才能看到干涉條紋。（