位相差和光程差

1、位相差和光程差第1頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日1、位相差 設(shè)兩列波在 點(diǎn)相遇：設(shè)： ，稱為波數(shù)。此項(xiàng)意義？?jī)H由初位相差決定，相干光 常量 第2頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日2、光程、光程差abnr介質(zhì) 介質(zhì)中波長(zhǎng) 真空中波長(zhǎng)為方便計(jì)算光經(jīng)過(guò)不同介質(zhì)時(shí)引起的位相差，引入光程的概念。rab 介質(zhì)中， 、 兩點(diǎn)的位相差：真空中， 、 兩點(diǎn)的位相差：用同種光入射： 、 兩點(diǎn)的距離均為 ，但結(jié)論：光在介質(zhì)中傳播路程 r 和在真空中傳播路程 nr 引起 的相位差相同。第3頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日 即光程把單色光在不

2、同介質(zhì)中的傳播路程nr ，折算成了該單色光在相等時(shí)間內(nèi)在真空中的傳播路程ct。定義為相遇點(diǎn)的光程差定義為光程均勻介質(zhì)： 常量 ， 常量?jī)上喔晒馔ㄟ^(guò)介質(zhì) ，幾何路程介質(zhì) ，幾何路程在 點(diǎn)相遇 真空中波長(zhǎng)為介質(zhì)中與光程 相應(yīng)的位相差 真空中真空中第4頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日例： 計(jì)算圖中光通過(guò)路程 r1 和 r2 在P點(diǎn)的相差。nS1S2r1r2dP解：第5頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日3、透鏡不會(huì)產(chǎn)生附加光程差S acbS 物點(diǎn)到象點(diǎn)（亮點(diǎn)）各光線之間的光程差為零。FacbABCFacbABCF 在干涉和衍射裝置中經(jīng)常要用到透鏡，光線

3、經(jīng)過(guò)透鏡后并不附加光程差。 平行光束通過(guò)透鏡后，會(huì)聚于焦平面上成一亮點(diǎn)，焦點(diǎn) F、副焦點(diǎn)F 都是亮點(diǎn)，說(shuō)明各光線在此同相疊加。 而A、B、C 或a、b、c都在同一相面上。說(shuō)明各光線等光程第6頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日二、干涉花樣的形成1、極值條件若或則干涉相長(zhǎng)，振動(dòng)加強(qiáng)若或則干涉相消，振動(dòng)減弱 稱為干涉條紋的級(jí)，注意級(jí)和條的區(qū)別。位相條件和光程差條件第7頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日2、干涉花樣分布討論兩波相遇區(qū)域各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)強(qiáng)度按空間的分布：空間強(qiáng)度相同的點(diǎn)滿足的條件為 常量 這些點(diǎn)在空間構(gòu)成了以波源 和 為焦點(diǎn)的雙葉旋轉(zhuǎn)雙曲面。雙曲

4、面和光屏面的交線整個(gè)干涉花樣在空間分布的大致輪廓波的干涉第8頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日注意 旋轉(zhuǎn)雙曲面與任意平面 的交線是一組雙曲線，其 頂點(diǎn)在直線 上，雙曲線即為平面 上的干涉條紋。 3、干涉條紋頂點(diǎn)在直線 上的 位置：即觀察的幾何空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光的波長(zhǎng)作：設(shè)（近軸條件）（遠(yuǎn)場(chǎng)條件）強(qiáng)弱雙縫光的干涉第9頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日強(qiáng)弱位置條件強(qiáng)弱相鄰兩明條紋間距：相鄰兩明、暗條紋間距相等，反映了干涉場(chǎng)中光強(qiáng)分布的周期性條紋愈清晰）第10頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日紅光入射的干涉條紋照片討論： 以上討論對(duì)單色光進(jìn)行1、相鄰兩明、暗條紋等間距，各級(jí)明、暗條紋強(qiáng)度相等。 （相兩明條紋間距） （相兩暗條紋間距） 一定時(shí)， ， ； ， 。 ， 一定時(shí)， ， ； ， 。 2、第11頁(yè)，共12頁(yè)，2022年，5月20日，22點(diǎn)24分，星期日白光入射的干涉條紋照片 白光入射時(shí) 點(diǎn)對(duì)所有不同波長(zhǎng)的光均為零程差 ， 中央 亮條紋為白色（無(wú)條紋寬度為什么？）。 2、 ， 一定時(shí)， ，其余亮條紋為彩色。波長(zhǎng) 短的紫光靠近 點(diǎn)。3、當(dāng) 較大時(shí)，不同級(jí)的彩色亮條