Ch干涉.ppt

光学研究光的传播以及它和物质相互作用。
通常分为以下三个部分：
几何光学：
以光的直线传播规律为基础，
波动光学：
研究光的电磁性质和传播规律，
量子光学：
以光的量子理论为基础，
研究各种成象光学仪器的理论。
是干涉、衍射、偏振的理论和应用。
物质相互作用的规律。
主要
研究光与
特别
波动光学和量子光学，统称为物理光学。
§ 相干光
§ 双缝干涉
§* 时间相干性
§* 空间相干性
§ 光程
§ 薄膜干涉（一） — 等厚条纹
§ 薄膜干涉（二） — 等倾条纹
§ 迈克耳孙干涉仪
目 录
§ 相干光
一、光源
光源发光，是大量原子、分子的微观过程。
 = (E2-E1)/h
E1
E2
能级跃迁辐射
波列
波列长 L =  c


能级、跃迁、辐射、波列
持续时间～10－8s
相干条件：两列波必须振动方向相同，
频率相同，相位差恒定。
满足相干条件的波称为相干波。
2、激光光源：受激辐射
 = (E2-E1) / h
E1



完全一样


E2
1、普通光源：自发辐射
·
·
独立（同一原子先后发的光）
独立（不同原子发的光）
（传播方向，频率，
位相，振动方向）
二、光的相干性
1、两列光波的叠加
·
P
·
·
1
2
r1
r2
1
2

E0
E10
E20
干涉项
（ ，只讨论 ）
：光矢量
光强分布：
P
非相干光：
I =I1+I2 —非相干叠加
完全相干光：
相长干涉（明）
（k = 0,1,2…）
相消干涉（暗）
(k = 0,1,2…)
I
0

2
-2
4
-4
4I1
衬比度差 (V < 1)
衬比度好 (V = 1)
振幅比，
决定衬比度的因素：
光源的宽度
光源的单***，
I
Imax
Imin
0

2
-2
4
-4
干涉条纹可反映光的全部信息（强度，相位）
2、条纹衬比度（对比度，反衬度，contrast）
3、由普通光源获得相干光的途径
P
S *
分振幅法：
·
P
薄膜
S *
两束相干光在 P 点相干叠加
分波面法：
r1


r2

x
d
x
D
0
单色光入射
d >> ，D >> d （d 10 -4m， D1m）
波程差：
相位差：
P
·
§2 双缝干涉
一、双缝干涉
’
β
明纹：
暗纹：
条纹间距：
x0
x
I
 x
r1


r2

x
d
x
D
0
P
·