文档介绍：光的干涉课件
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1．理解相干叠加和不相干叠加的区别和联系;
2．理解光的相干条件和光的干涉定义;
3．理解干涉条纹的可见度，以及空间相干性和时间相干性对干涉条纹可见度的影响;
4．掌握相位差和光程差之个波源产生的波在介质中相遇时，可以互不相干地通过介质，保持各自原有的频率、波长、振动方向等特性，就象没有遇到其它波一样 —— 独立性
在相遇区域内，介质质点的合位移是各波在该处单独引起的分位移的矢量和 —— 叠加性
（波动方程是线性的，振动强度较弱时介质对振动的响应也是线性的，故遵循线性叠加原理）
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两列波频率相等，在观察时间内波动不中断，且在相遇处振动方向几乎沿着同一直线。它们叠加后产生的合振动在某些点加强, 某些点减弱的现象叫做干涉。
三. 干涉现象是波动的特性
干涉：
干涉现象
波动性
干涉图样：
干涉时产生的合振动强度在空间的分布图象。
为何平时不常看到光的干涉图样？
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四. 相干与不相干叠加
1. 空间某点处两列光波的叠加
p
·
·
·
1
2
r1
r2
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1
2
A
A1
A2
t >>T (10-15s)， t为观测时间，T为光振动周期
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讨 论：
1. 若相位差随时间作无规则变化，即
随机取遍0到2π间所有值，则有：
结论：非相干叠加，I为两振动强度之和。
结论：相干叠加，I随相位差有规律地变化。
2. 若相位差不随时间变化，即 与t无关，
则有:
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相干叠加合强度的变化规律：
此时为干涉加强（相长）
此时为干涉减弱（相消）
a. 若
b. 若
c. 若 为其他任意值时
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3. N（ ≥ 2）列同频率、同振幅、同振动方向光波的叠加：
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§ 由单色波叠加所形成的干涉图样
一. 相位差和光程差
p
·
·
·
s1
s2
r1
r2
S1点：
S2点：
P 点：
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定义：光程
物理意义：
光波在折射率为 n 的介质中传播 r 路程，等效于在真空中传播了 nr 的路程（时间相同）．
光程差：
物理意义：
光波在不同（或相同）介质中传播光程的差别，等效于光波在真空中传播路程的差别。
相位差为
相位差为
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下面考虑01=02，n1=n2≈1的情况，相位差为:
二. 干涉图样的形成
干涉强度表达式:
1、干涉条件——明暗条纹形成条件:
亮条纹：
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暗条纹：
( j = 0，±1，±2，··· )
( j = 0，±1，±2，··· )
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如果S1和S2发出的波向一切方向传播，并且光波是在空气中传播 n≈1，δ ≈ r2－r1，则光强相同的空间各点的位置满足条件
由上式可知，这些点的位置是在以S1和S2连线为轴的双叶旋转双曲面上。
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双叶旋转双曲面
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2、某一屏上的双曲线条纹顶点的位置：
P0
d
r0
S1
S2
θ
P
r1
r2
r
y
r2－r1
P1
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明条纹：
暗条纹：
3、条纹间距——相邻级数的亮纹（或暗纹）
y值之差：
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4. 总结：
i. 明纹位置
ii. 暗纹位置
iii. 明（暗）条纹顶点间距
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iv. 光强分布
一系列近乎平行、等间距、明暗相间的条纹
v. 条纹特点：
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vi. 白光（或其他非单色光）入射时,
非零级干涉条纹带有各种颜色，j 较大时有光谱重叠现象
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例题****题1－3）
，光屏上原来第5级亮条纹所在的位置变为中央亮条纹，试求插入的玻璃片的厚度。已知光波波长为6×10－7m。
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d
r0
S1
S2
θ
P
P0
r1
r2
r
h
第5级亮条纹位置变成中央亮条纹
求玻璃片的厚度为多少？
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解：在玻璃片插入前，光屏上第5级（j＝5）