哈爾濱工業(yè)大學(xué)光學(xué)題課件3光的干涉

光的干涉以直線獨(dú)立傳播為基礎(chǔ)．折射、反射定律幾何光學(xué)：波動(dòng)光學(xué)：以麥克斯韋電磁理論為基礎(chǔ)，主要研究光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象光的干涉部分總結(jié)例題分析作業(yè)題分析11．光的干涉和相干條件光的干涉部分總結(jié)頻率相同存在相互平行的振動(dòng)分量位相差穩(wěn)定

1）雙光束干涉2）光的相干條件2．干涉問(wèn)題的基本類型2）多光束干涉球面波和平面的干涉兩球面波的干涉兩平面波的干涉21）光的干涉兩列或多列光波在空間傳播時(shí)相遇迭加，若滿足相干條件，合光強(qiáng)不再是各個(gè)波列光強(qiáng)的簡(jiǎn)單相加，我們稱這種光強(qiáng)重新分布的現(xiàn)象為光波的干涉。3．干涉求解的問(wèn)題2）矢量圖解法4．求相干光強(qiáng)分布的方法1）三角函數(shù)法2）干涉條紋的形狀、間距、條紋反襯度以及條紋的移動(dòng)變化等特征。1）波前平面上的相干光強(qiáng)分布AA1A2A33波的疊加原理3）復(fù)振幅迭加法

5．球面波復(fù)振幅表達(dá)式的特點(diǎn)

其中方向從點(diǎn)光源Q指向觀察場(chǎng)點(diǎn)P

求解球面波問(wèn)題時(shí)要將r展開成：

使用條件：滿足相干條件46．平面波復(fù)振幅表達(dá)式的特點(diǎn)方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O指向觀察場(chǎng)點(diǎn)P7．雙光束干涉問(wèn)題的求解方法

1）相干光強(qiáng)——凡是雙光束問(wèn)題，其相干光強(qiáng)分布：2）位相差和光程差：不需具體求解往往需要根據(jù)問(wèn)題的已知條件從位相差或光程差的一般表達(dá)式出發(fā)具體求解。5如果已知

，則往往只需求解光程差：

需要首先求出位相差和光程差的具體表達(dá)式，然后通過(guò)令

或令

得到干涉條紋的形狀方程，然后再進(jìn)一步求得干涉條紋的特征。明紋條件暗紋條件明紋條件暗紋條件3）求解干涉條紋特征的方法68．多光束干涉問(wèn)題的求解方法1）求出每一束相干光的位相：

2）寫出每一束相干光的復(fù)振幅：

3）求出復(fù)振幅的和：

4）求出相干光強(qiáng)

5）令得到干涉條紋形狀方程，再由此進(jìn)一步求出干涉條紋的特征。71．將透鏡對(duì)剖后再沿光軸方向?qū)砂雺K透鏡錯(cuò)開一定距離放置，單色點(diǎn)光源

S

放置在透鏡左方，經(jīng)透鏡在右方形成兩個(gè)間距為2a

的實(shí)像點(diǎn)S1和S2，在S1

和S2的中點(diǎn)處放置一個(gè)與光軸垂直的觀察屏幕，構(gòu)成梅斯林干涉裝置。標(biāo)出屏幕上的相干區(qū)域？在傍軸條件下求屏上干涉條紋的形狀和間距？例題分析M解：如圖1，過(guò)光源S做過(guò)透鏡L1和L2頂部邊框處的光線，其交于點(diǎn)M。（1）相干區(qū)是S2MS1三角形圍成的區(qū)域.8(2)任取位于相干區(qū)域內(nèi)屏上的一點(diǎn)

P,求兩條光路在P點(diǎn)相遇時(shí)的位相差：

干涉條紋是以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心的半圓形條紋。明紋中心:條紋的間距為：注意：92．一列波長(zhǎng)為λ、在x-z平面沿與z軸成角θ方向傳播的平面波與一列源點(diǎn)在軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)為a、波長(zhǎng)也是λ的球面波在z=0平面相遇發(fā)生干涉。設(shè)球面波在源點(diǎn)處和平面波在坐標(biāo)原點(diǎn)處的實(shí)際初位相均為零，在傍軸條件下求z=0平面上干涉條紋的形狀和間距？解：因此只求光程差就可以給出條紋特征，不必求合光強(qiáng)和位相差。

(,)即

就是產(chǎn)生明紋的條件，即干涉條紋形狀方程球面波：

平面波：

10雙光束問(wèn)題因此

干涉條紋是以(asinθ,0)為圓心的同心圓

令

條紋間距即為

113．如圖，三束相干平行光在坐標(biāo)原點(diǎn)O處的初位相，1）復(fù)數(shù)法設(shè)

12振幅比A1:A2:A3=1:2:1，傳播方向均與x-z平面平行，與