2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：光的相干性Coherence of light

光的相干性(Coherenceoflight)

2(1)熱輻射(2)電致發(fā)光(3)光致發(fā)光(4)化學(xué)發(fā)光能級(jí)躍遷波列波列長(zhǎng)

L=

c非相干(不同原子發(fā)的光)非相干(同一原子先后發(fā)的光)..(5)同步輻射光源(6)激光光源受激輻射自發(fā)輻射E2E1光的相干性(Coherenceoflight)光源發(fā)光機(jī)制光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子自發(fā)輻射3

普通光源的原子自發(fā)發(fā)光，各原子相互獨(dú)立地、隨機(jī)地發(fā)射光波陣列。不同原子所發(fā)出的波列之間無(wú)固定的位相差。每個(gè)原子持續(xù)發(fā)光時(shí)間有限τ,發(fā)射的波列有限長(zhǎng)楊氏實(shí)驗(yàn)離開(kāi)屏中間越遠(yuǎn)，干涉條紋越模糊。

不同原子發(fā)出的光波之間的相干性

每個(gè)原子不同時(shí)間發(fā)出的光波之間的相干性

時(shí)間相干性空間相干性43-5-2時(shí)間相干性(Temporalcoherence)

原子發(fā)出有限長(zhǎng)度的波列

平均長(zhǎng)度 相干長(zhǎng)度Lc

(Coherencelength)

S1S2PLcr1r2r1-r2圖示：光程差和相干長(zhǎng)度干涉條紋出現(xiàn)的條件：光程差D<相干長(zhǎng)度Lc光程差Dc=相干長(zhǎng)度Lc時(shí)

干涉條紋剛剛消失為何用單色光源？5Young’s干涉中：不同波長(zhǎng)的條紋錯(cuò)開(kāi)和

波長(zhǎng)差越大，錯(cuò)開(kāi)越厲害；

光程差越大（干涉級(jí)數(shù)越高），錯(cuò)開(kāi)越厲害紅光藍(lán)光x6l1l2第k級(jí)條紋錯(cuò)開(kāi)7總光強(qiáng)分布曲線0級(jí)1級(jí)2級(jí)-2級(jí)-4級(jí)-3級(jí)3級(jí)-1級(jí)4級(jí)各個(gè)波長(zhǎng)光強(qiáng)分布曲線x8ll1l2I(l)圖示：光源的連續(xù)光譜l2l1x觀察到的連續(xù)光譜的干涉條紋9條紋剛剛消失時(shí)的條件：條紋錯(cuò)開(kāi)間距：l1l2x第k級(jí)條紋錯(cuò)開(kāi)第k級(jí)條紋的位置：條紋周期

錯(cuò)開(kāi)間距＝（＝）10條紋剛剛消失時(shí)的光程差：相干長(zhǎng)度：線頻率另一種形式定義相干時(shí)間11一些常用光源的相干長(zhǎng)度

光源平均波長(zhǎng)線寬Dl相干長(zhǎng)度LcHe-Ne激光633nm10-3~10-4nm<105mm546nm1nm<0.3mm白光550nm300nm<1um高壓汞燈鈉光燈589nm0.6nm<0.6mm12狹縫S寬度的影響：

光源上不同點(diǎn)形成的干涉條紋相互錯(cuò)開(kāi)，導(dǎo)