*

§1光源光波的疊加一.普通光源與激光光源光源的最基本的發光單元是分子、原子。（1）熱輻射（2）電致發光（3）光致發光（4）化學發光

光的干涉

*1.普通光源：自發輻射獨立（同一原子不同時刻發的光）獨立

（不同原子同一時刻發的光）··

=(E2-E1)/hE1E2自發輻射躍遷波列波列長L=tc

發光時間t

10-8s原子發光：方向不定的振動瞬息萬變的初位相此起彼伏的間歇振動*2

激光光源：受激輻射E1E2

=(E2-E1)/h

可以實現光放大;單色性好;相干性好。例如:氦氖激光器;

紅寶石激光器;

半導體激光器等等。完全一樣（頻率,相位,振動方向,傳播方向都相同）*二.光的單色性實際原子的發光:是一個有限長的波列,所以不是嚴格的余弦函數,只能說是準單色光:

在某個中心頻率（波長）附近有一定頻率（波長）范圍的光。衡量單色性好壞的物理量是譜線寬度

理想的單色光：具有恒定單一波長的簡諧波，它是無限伸展的。例:普通單色光

:10-2

100A

激光：10-8

10-5

A

0

0II0I0

/2譜線寬度*三.光波的疊加---干涉“當兩列(或幾列)滿足一定條件的光波在某區域同時傳播時,空間某些點的光振動

始終加強；

某些點的光振動

始終減弱，在空間形成一幅穩定的光強分布圖樣”，稱為光的干涉現象。

相干條件：(2)頻率相同(3)有恒定的位相差(1)振動方向相同*兩列光波的疊加p···12r1r2P點:其中：E0E1E2*

非相干光源I=I1

+I2

—非相干疊加

完全相干光源平均光強為：*

(m=0,1,2,3…)

相消干涉（暗）

(m=0,1,2,3…)極值條件

相長干涉（明）

明紋暗紋*相干光的獲得方法pS

*分波面法分振幅法·p薄膜S**SdD一、現象§2楊氏（Young)實驗二、光強*SdD

明紋

暗紋三.波程差的計算*明紋位置暗紋位置四.明暗紋中心的位置和級次：2.條紋間距相鄰兩亮紋(或暗紋)之間的距離都是1.位置*(1)一系列平行的明暗相間的條紋；

(3)3.條紋特點：(2)

不太大時條紋等間距；

楊氏雙縫實驗第一次測定波長這個重要的物理量.(4)若用復色光源，則干涉條紋是彩色的。在屏幕上x=0處各種波長的波程差均為零，各種波長的零級條紋發生重疊，形成白色明紋。*XId)若為白光入射，條紋兩側出現彩色條紋,干涉級高的條紋重疊。S1S2dDXOP-1級暗紋2級暗紋1級暗紋-2級暗紋1級明紋0級明紋-1級明紋2級明紋-2級明紋C*五、其它幾種兩光束分波前干涉裝置菲涅耳雙面鏡；菲涅耳雙棱鏡；洛埃鏡；比累對切透鏡等?；驹矸治雠c楊氏實驗類似

1．分析是否是相干光波；

2．分析相干疊加區在何處；

3．分析干涉圖樣、條紋間距；

4．分析條紋可見度如何。

*1.

菲涅耳雙棱鏡干涉實驗EE`MNss1s2dBCp

*ABCM1M2s

點光源2.

菲涅耳雙面鏡干涉實驗屏平面鏡*MAB屏P問題：

3.

洛埃鏡實驗.BAs1s2虛光源反射鏡點光源

當屏移到位置時，在屏上的P

點應該出現暗條紋還是明條紋？*媒質1

光疏媒質媒質2

光密媒質n1n2折射波反射波入射波

光在垂直入射（i=0

）或者掠入射（i=90°）的情況下，如果光是從光疏媒質傳向光密媒質，在其分界面上反射時將發生半波損失。折射波無半波損失。半波損失若n1<n2

*例.鈉光燈作光源，波長，屏與雙縫的距離D=500mm,(1)d=1.2mm和d=10mm,相鄰明條紋間距分別為多大？（2)若相鄰明條紋的最小分辨距離為0.065mm,能分辨干涉條紋的雙縫間距是多少？解｛1｝d=500mmd=10mm｛2｝雙縫間距d為*例1、楊氏雙縫實驗中，P為屏上第五級亮紋縮在位置?，F將一玻璃片插入光源發出的光束途中，則P點變為中央亮條紋的位置，求玻璃片的厚度。P解、沒插玻璃片之前二光束的光程差為已知:玻璃插玻璃片之后二光束的光程差為*例1用白光作雙縫干涉實驗時，能觀察到幾級清晰可辨的彩色光譜？解:

用白光照射時，除中央明紋為白光外，兩側形成內紫外紅的對稱彩色光譜.當k級紅色明紋位置xk紅大于k+1級紫色明紋位置x(k+1)紫時，光譜就發生重疊。據前述內容有*

將

紅=7600?，

紫=4000?代入得K=1.1

因為k只能取整數，所以應取k=2這一結果表明：在中央白色明紋兩側，只有第一級彩色光譜是清晰可辨的。*

可見度V用來描述干涉圖樣中的強弱對比?！锟梢姸扰c振幅比的關系★

定義：

Imin=0→Vmax=1Imax=Imin→Vmin=01.可見度★可見度與雙光束干涉強度分布的關系

六、干涉條紋的可見度光波的時間相干性和空間相干性式中*

由于波長范圍內的每一波長的光均形成各自一組干涉條紋，而且各組條紋除零級以外，其它各級條紋互相間均有一定位移，所以各組條紋非相干疊加的結果會使條紋的可見度下降2.光源的非單色性對干涉條紋的影響時間相干性

★圖示（a）為總的干涉條紋的光強分布；（b）為

間各波長的光的干涉條紋隨光程差變化*

可見度降為零時的干涉級與該干涉級

當的第j級與的第m+1級重合時，對應的光程差，稱為相干長度

當波長為的第j級與波長的第j+1級條紋重合時，條紋的可見度降為零，無法觀察到條紋。*★概念

由于光源總是具有一定的寬度的，可以把它看成由很多線光源構成，各個線光源在屏幕上形成各自的干涉圖樣，這些圖樣間有一定的位移，它們的非相干疊加使總的干涉圖樣模糊不清，這就是光源的線度對條紋可見度影響的物理機理。★圖示*