1、本章主要內(nèi)容,1光波的疊加原理,疊加原理成立的條件：光的獨(dú)立傳播定律成立,光波的疊加可分為：相干疊加與非相干疊加,第一章 光的干涉 習(xí)題課,對于兩列光波的疊加：,非相干疊加： 0 相干疊加： 0,2相干條件,（1）頻率相同； （2）具有固定的初相位差； （3）振動(dòng)方向相同或具有相同的振動(dòng)分量,能產(chǎn)生明顯干涉現(xiàn)象的補(bǔ)充條件：,（1） 兩列光波之間的振幅不能相差太大； （2） 兩列光波的光程差不能相差太大 （光程差應(yīng)小于相干長度）。,3雙光場干涉的光強(qiáng)分布公式,或, 為兩列光波間的相位差：,（1）當(dāng) 2K 或 K時(shí)，相干加強(qiáng)，產(chǎn)生明條紋； 或產(chǎn)生光強(qiáng)極大值。,（2）當(dāng) （2K1） 或 （2K1）/

2、2時(shí)， 相干減弱，產(chǎn)生暗條紋； 或產(chǎn)生光強(qiáng)極小值。,或,或,干涉條紋的可見度,影響干涉條紋可見度的主要因素：,4波陣面分割法一類的干涉,實(shí)驗(yàn)裝置主要有（1）楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)；（2）勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)；（3）菲涅耳雙棱鏡；（4）菲涅耳雙面鏡；等等,要求光源點(diǎn)、縫的單色光源。,光程差，明、暗條紋的位置，條紋間距分別為：,對于勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)注意由于大角掠射引入的附加光程差。,5振幅分割法一類的干涉薄膜干涉,點(diǎn)光源照射產(chǎn)生非定域干涉面光源照射產(chǎn)生定域干涉（等傾干涉或等厚干涉）,光程差公式：,介質(zhì)膜干涉一類習(xí)題的解題基本思路：,6干涉條紋的變化和移動(dòng),（1） 干涉場中某一固定點(diǎn)P的光程差，每增加或減少一個(gè)波長，就有

3、一個(gè)條紋移過該點(diǎn)，故有：,（3)對于等厚干涉，平行光垂直照射，當(dāng)膜厚d0增加時(shí)等厚條紋向干涉級次低的方向移動(dòng)，當(dāng)膜厚減小時(shí)，等厚條紋向干涉級次高的方向移動(dòng)。膜厚每改變 ，干涉條紋就增加或減少一個(gè)。,7光源的空間相干性與時(shí)間相干性,（1）空間相干性,光源的空間相干性是指由于光源具有一定的寬度，對干涉條紋可見度的影響。,光源的臨界寬度為：,為了獲得清晰的干涉條紋，光源的寬度應(yīng)限制在臨界寬度的四分之一，即,光源的相干距離為：,光源的相干孔徑角為：,（2）時(shí)間相干性,是指由于光源的非單色性引起干涉條紋可見度的下降。,普通光源不是嚴(yán)格的單色光，是由于原子或分子的發(fā)光是斷斷續(xù)續(xù)的，每次發(fā)出光波波列的長度是

4、有限的。,兩列光波能產(chǎn)生干涉的最大光程差等于波列的長度。,因此有下列關(guān)系成立：,兩光波能產(chǎn)生的最大干涉級次為：,習(xí) 題 選 講,1. 菲涅耳雙面鏡的夾角為20角分，縫光源離雙面鏡交線10厘米，接收屏幕與光源的雙像連線平行，屏幕距離雙鏡交線210厘米，光波波長600納米，試求 （1）屏幕上干涉條紋的間距； （2） 屏幕上可以看到幾個(gè)干涉條紋？ （3）如果光源到兩鏡交線的距離增大一倍，干涉條紋有什么變化？ （4）如果光源與兩鏡交線距離不變，只是在橫向有一小的位移x，干涉條紋有什么變化？ （5）如果使屏幕上干涉條紋可見度不為零，縫光源的最大寬度為多少？,解：（）雙面鏡夾角 角分 弧度， 毫米， 毫米

5、， 屏幕上條紋間距為 :,mm,（）屏幕上干涉區(qū)寬度為,屏幕上的干涉條紋條數(shù)為,（）由于 ，當(dāng)L1增加一倍時(shí)，條紋間距為,分子中 ，條紋間距將減少為原來的一半，干涉區(qū)干涉條紋數(shù)增加一 倍 條。,（）如圖所示，當(dāng)光源移動(dòng)s時(shí)，雙像也作相應(yīng)地移動(dòng)，雙像S1、S2連線的垂直平分線與屏幕交點(diǎn)O（原點(diǎn)，零級干涉條紋處）在屏幕上移動(dòng)x由幾何關(guān)系，,由于光源的移動(dòng)是橫向的，移動(dòng)時(shí)L1、L2和都不變，因此條紋間距不變，屏幕上干涉圖樣只作平移，移動(dòng)的距離為,（）設(shè)光源寬度為b，邊緣光源點(diǎn)在屏幕上的干涉圖樣彼此錯(cuò)開x，當(dāng)x與干涉條紋的寬度x一樣大時(shí)，干涉條紋會因非相干疊加而消失，干涉也就消失就是說，當(dāng) 時(shí)，干涉消

6、失此時(shí)有,2. 把一個(gè)直徑32毫米、焦距1米的薄凸透鏡沿中心切開后左右拉開1米的距離。一個(gè)500nm的點(diǎn)光源位于上半個(gè)透鏡左方1米處。問在下半個(gè)透鏡的右方10米處的屏上可看到什么形狀的條紋？共可見幾條條紋？,解：考察屏上任一點(diǎn)P的光程差下上,上QQ + QP0 下 = QQ +QP, = QPQP0 x2/2L,當(dāng)K時(shí)產(chǎn)生同一級明條紋，因此 ，條紋是以P0為圓心的半園形條紋。最大級次為,故可見32133條明條紋。,物理科學(xué)與信息工程學(xué)院,第一章 光的干涉 習(xí)題課,3. 將兩塊曲率半徑相同的平凸透鏡凸面向下，分別放在一塊平凹透鏡的凹面上和一塊平板玻璃上，以波長為500nm的光垂直照射，發(fā)現(xiàn)在直徑40mm的范圍內(nèi)所見的干涉條紋數(shù)目相差20條，求凹面的曲率半徑。,解：設(shè)直徑40mm的范圍內(nèi)在平板玻璃上見N1個(gè)條紋，在凹面上N2個(gè)