第2章光的干涉.pptVIP

* 描述条纹锐度的物理量。当R?1，条纹半值宽度趋于零，条纹将变得极细。 条纹宽度不能按双光束干涉的描述。 * 薄膜两侧折射率不同，不再有斯托克斯倒逆关系。 * 与光学厚度有关，n1可以大于、小于或等于n2 第5章 光的干涉 * 2.6.1 光的空间相干性 对于距离S为x的C点处的元光源在P点产生的光强度为 第62页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.1 光的空间相干性 宽度为b的扩展光源在P点产生的光强度为 式中第一项与P点的位置无关，表示干涉场的背景强度，随着光源宽度的增大而不断增强 ； 第二项表示干涉场的光强度周期性地随?变化，不超过2I。，所以随着光源宽度增大条纹的可见度会下降。 第63页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.1 光的空间相干性 由上式可得 第64页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.1 光的空间相干性 对于一定的光波长和干涉装置，通常称V第一次降为零的光源宽度 ?/? 为光源临界宽度bC，即 第65页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.1 光的空间相干性 空间相干性 　对宽度b的光源, 光通过S1和S2恰好不发生干涉时所对应的两点距离为横向相干长度，以dt表示， 式中θ=b/R为扩展光源 　对S1S2连线的中点O的张角。 在横向相干长度内的两点的次波都是相干。光波场中，横向相干长度越大，可认为空间相干性越好。 第66页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.1 光的空间相干性 相干孔径角 ?C与光源宽度b的关系 该式为空间相干性的反比公式。 空间相干性直接决定于普通光源的大小，光源小，相干空间大，光源的空间相干性好。可忽略大小的点光源应有最好的空间相干性。 第67页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.2 光的时间相干性 相干长度，用?C表示。即 第68页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.2 光的时间相干性 在实际应用中，还采用相干时间?C来度量复色性的影响。相干长度?C与相干时间?C之间的关系为 式中，c是光的速度。相干时间?C反映了同一点光源在不同时刻发出光的干涉特性。 凡是在相干时间?C内不同时刻发出的光，均可以产生干涉，而在大于?C期间发出的光不能干涉。 第69页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.2 光的时间相干性 时间相干性与单色性的关系 该式说明，??愈小(单色性愈好)，?C愈大，光的时间相干性愈好。 第70页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.2 光的时间相干性 光的相干长度?C和相干时间?C的物理意义 任意一个实际光源所发出的光波都是一段段有限波列的组合，各波列的初相位是无关的，因而它们之间不相干。 波列的持续时间为?，则相应的空间长度为L＝c?， 实际上，相干时间?C就是波列的持续时间?，则相干长度?C就是波列的空间长度L。 相干长度表征了光波场的纵向相干性。光源复色性对干涉的影响，反映了时域中不同两时刻光场的相关联程度，是光的时间相干性问题。 第71页，共72页，编辑于2022年，星期五 第5章 光的干涉 * 2.6.2 光的时间相干性 时间相干性与空间相干性比较 物理本质：时间相干性来源于发光过程在时间上的断续性，空间相干性来源于扩展光源不同部分发光的独立性 表现形式：时间相干表现在波场的纵向，空间相干性表现在波场的横向。 数学描述：时间相干性用相干长度、相干时间和相干性反比公式表征，空间相干性用横向相干长度、相干面积、相干孔径角和相干性反比公式表征。 第72页，共72页，编辑于2022年，星期五 * 对于平面波k1和k2常矢量，对于非平面波k1和k2为变矢量，光强随考虑点变化，但干涉项仍存在。 两球面波叠加相位差的表达式不同 两个频率、振动方向、传播方向相同的单色光波的迭加的结果为一个新的单色光波 两个频率相同、振动方向相同而传播方向相反的单色波的叠加叠加的结果为驻波 两个频率、传播方向相同、振动方向互相垂直的光波的叠加叠加的结果为椭圆偏振光 两个不同频率的单色光波的叠加即合成波可看成一个频率为 ，而振幅受到调制（随时间和位置在–2a到2a之间变化）的波它包含两种速度：等相面的传播速度（相速度）和等幅面的传播速度（群速度）。 * 在条纹间隔一定的情况下，可见度反映了条当IM=Im时，V＝0，无干涉条纹； 　当0ImIM时，0＜V＜1。 纹的清晰度。 * 三大类：分波面、分振幅、分振动面（晶体双折射） * 严格说，相干光为非平面光。为球面波、柱面波， r1和r2由各波源到考察