哈工大大學(xué)物理馬文蔚教材第17章波動與光學(xué)光的干涉課件

第十七章波動光學(xué)以直線傳播為基礎(chǔ)．折射、反射定律物理光學(xué)波動光學(xué)：以麥克斯韋電磁理論為基礎(chǔ)，光的干涉、衍射、偏振量子光學(xué)：以量子力學(xué)為基礎(chǔ)，光與物質(zhì)作用現(xiàn)代光學(xué)非線性光學(xué)激光光譜學(xué)信息光學(xué)光纖通訊集成光學(xué)統(tǒng)計(jì)光學(xué)……….幾何光學(xué)：1光的電磁理論光矢量：

1.光強(qiáng)可見光：波長：頻率：光強(qiáng)Ｉ光是一定波段的電磁波22.光譜曲線圖譜線及其寬度譜線寬度3.光波的描述理想的單色光場波函數(shù)單色光準(zhǔn)單色光光譜曲線（譜線）波長強(qiáng)度31.光波疊加原理遵從波的獨(dú)立傳播原理,多列波交疊區(qū)有:條件:介質(zhì)是線性的,光波服從疊加原理2.光的干涉17-1相干光5P相干波頻率相同振動方向相同有恒定相位差相位差合振幅光的強(qiáng)度或明暗在空間非均勻的穩(wěn)定分布---光的干涉6從普通光源獲得相干光方法:分波前法分振幅法分振動面法3.獲得相干光方法普通光源的發(fā)光特點(diǎn):1)一個原子每一次發(fā)光只能發(fā)出一個波列2)原子的發(fā)光是斷續(xù)的3)各原子的各次發(fā)光是完全相互獨(dú)立的

兩個普通光源或同一普通光源的不同部分所發(fā)出的光是不相干的7

楊氏干涉條紋P點(diǎn)光強(qiáng)S1和

S2振動方向相同,相位相同頻率相同9光強(qiáng)極大極小交替出現(xiàn),形成明暗相間、等亮度、等間距的條紋.明紋中心:暗紋中心:條紋間距(亮亮或暗暗)10討論:光強(qiáng)極大極小交替出現(xiàn),形成明暗相間、等亮度、等間距的條紋.明紋中心:暗紋中心:條紋間距(亮亮或暗暗)11*三非單色性對干涉條紋的影響（光場的時間相干性）1.干涉條紋可見度(襯度)定義:13準(zhǔn)單色光：中心波長為

譜線寬度為干涉條紋消失的位置：

波長為+/2成分的第k級明紋與波長為-/2成分的第（k+1）級明紋重合的位置。相干長度2.非單色性對干涉條紋的影響14白光與同數(shù)量級He-Ne激光長單色性好相干長度波列長度L相干時間時間相干性：

光源在同一時刻發(fā)的光分為兩束后又先后到達(dá)某一觀察點(diǎn)，只有這先后到達(dá)的時差小于某一值時才能在觀察點(diǎn)產(chǎn)生干涉。15

帶光源雙縫干涉的強(qiáng)度分布曲線17

設(shè)光源上邊緣處線光源L產(chǎn)生的中央條紋0L與下邊緣處線光源N產(chǎn)生的第一級亮紋1N重合。空間相干性：具有一定寬度的普通光源發(fā)出的光波，要使其波面上的兩點(diǎn)（S1和S2）作為次波源能發(fā)生干涉現(xiàn)象，這兩點(diǎn)之間的距離必須小于某一值。18相干間隔

d0：干涉條紋剛好消失時，S1和S2之間的距離最大張角s：S1和S2對光源S的中心所張的角19加強(qiáng)減弱(k=012……)加強(qiáng)和減弱的條件:相位:加強(qiáng)減弱(k=012……)光程差:21亮點(diǎn)薄透鏡，近軸光線：透鏡不產(chǎn)生附加光程差一般在透鏡前找光程差fSS1S20Pxd亮暗{{亮暗條紋間距二

透鏡不引起附加的光程差22

分振幅干涉定域干涉點(diǎn)光源非定域干涉擴(kuò)展光源的定域干涉薄膜干涉三薄膜干涉23

等傾干涉條紋251)增透膜對某一特定波長，反射干涉相消，透過相長。2)高反膜

對某一特定波長使反射率大大加強(qiáng)，透射率相應(yīng)減少。增透膜、多層膜3)干涉濾光層

多層膜可使從白光中獲得特定波長范圍的光。