光的干涉知识点总结

第二章 光的干涉 知识点总结 2.1.1 光的干涉现象 两束(或多束)光在相遇的区域内产生相干叠加,各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和,形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象,称为光的干涉现象。 2.1.2 干涉原理 注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就是线性介质中的情况. (1)光波的独立传播原理 当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等） (2)光波的叠加原理 在两列或多列波的交叠区域，波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。 波叠加例子用到的数学技巧： （1） A +ᵅᵃ = √ᵃ2 + ᵃ2 (ᵃ√ᵃ2+ᵃ2 + ᵅᵃ√ᵃ2+ᵃ2) = ᵃᵆᵅᵅᵱᵆ （2）eiφ1 = ei[(φ12 +φ22 ) +(φ12 −φ22 ) ] eiφ1 = ei[(φ12 +φ22 ) −(φ12 −φ22 ) ] 注: 叠加结果为光波复振幅的矢量和，而非强度和。 分为相干叠加(叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和)和非相干叠加(叠加场的光强等于参与叠加的波的强度和). 2.1.3 波叠加的相干条件 干涉项： 相干条件： （干涉项不为零） （为了获得稳定的叠加分布） （为了使干涉场强不随时间变化） 2.1.4 干涉场的衬比度 1.两束平行光的干涉场（学会推导） （1）两束平行光的干涉场 干涉场强分布： 2110200EE2010 常数 212121212( )( )( )2I rEEEEI rIrE E12102012201021212010212{ cos()()()cos()()() }  EEEEkkrtkkrt*12121212,(,)(,)(,)(,)2cosIxyUxyUxyUxyUxyIII I 亮度最大值处：∆φ = 2mπ 亮度最小值处：∆φ = (2m + 1)π 条纹间距公式 ∆x =ᵰsin ᵰ1 + sin ᵰ2 空间频率： ƒ = 1 ∆x⁄ （2 ）定义 衬比度 以参与相干叠加的两个光场参数表示： 衬比度的物理意义 1.光强起伏 2.相干度 2.2 分波前干涉 2.2.1 普通光源实现相干叠加的方法 (1)普通光源特性 • 发光断续性 • 相位无序性 • 各点源发光的独立性 根源：微观上持续发光时间τ0有限。 如果τ0无限，则波列无限长，初相位单一，振幅单一，偏振方向单一。这就是理想单色光。 (2)两种方法  分波前干涉（将波前先分割再叠加，叠加广场来...