2020高中物理竞赛辅导课件—基础光学第3-a章 光的干涉和干涉仪1(共53张PPT)

光的干涉现象： 两个或多个光波在叠加区域内出现的各点强度稳定的强弱分布现象。 干涉现象是波动的基本特征之一。应用广泛 从光的干涉现象说明光的波动性质，讲述光的干涉规律、典型的干涉装置及其应用、并讨论光的相干性。 第3章 光的干涉和干涉仪 目录 3.1 实际光波的干涉及实现方法 3.2 杨氏干涉实验 ——分波前干涉及装置 3.4 条纹的对比度及相干性 3.6 平行平板产生的干涉 ——分振幅干涉及装置 3.7 楔形平板产生的干涉 3.8 牛顿环测量透镜的曲率半径 3.9 迈克尔逊干涉仪 §3-1 实际光波干涉及实现 光的干涉现象: 在两束(或多束)光在相遇的区域内,各点的光强可能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。 按考察的时间不同，干涉分为三个层次： 场的即时叠加——暂态干涉——稳定干涉。 线性媒质中第一层次总是存在; 稳定干涉是指在一定的时间间隔内，光强的空间分布不随时间改变。 强度分布是否稳定是区别相干和不相干的主要标志。 3.1.1 相干条件 两个独立的、彼此没有关联的普通光源发出的光波不会发生干涉现象。 同一原子先后发出的光及同一瞬间不同原子发出的光的频率、振动方向、初相位、发光的时间均是随机的，没有固定的位相和偏振关系，无法形成稳定光强分布，不发生干涉现象。只有当两个光波是由同一个光波分离出来的时候它们才可能发生干涉 不相干(不同原子发的光) 不相干(同一原子先后发的光) ∴ ∵ 两同频同振动方向光波迭加区域内某点P,在极短时间内合光强为 式中a1和a2为两光波的振幅，δ为两光波的位相差。 在观测时间τ内， 各个时刻到达的两光波的位相差δ迅速且无规则地变化，多次经历0和2π之间的一切数值，则没有干涉。 如果位相差固定不变: P点的平均光强度不等于两光波强度之和，两光波产生干涉。 结论：只有两个光波有着紧密关联，这两个光波才会发生干涉。 1、两迭加光波光矢量频率相同 2、两迭加光波光矢量的振动方向相同 3、两迭加光波的位相差固定不变，是产生干涉的必要条件。 补充条件：两迭加光波能发生干涉的最大光程差等于光波的波列长度。 满足这四个条件的光波称为相干光波。 只有相干光波才可能产生光的干涉现象。 要严格满足相