2022-2023学年高二物理竞赛课件：光波的叠加

光波的叠加 光波的叠加 主要内容： 1. 光波的叠加 2. 光波的相干条件 理学院 物理系 陈强 光波的叠加 干涉项 P S1 S2 r1 r2 · · · P点合光强为 理学院 物理系 陈强 3 非相干叠加 不恒定 两叠加光波的光矢量相互垂直或频率不相等或相位差不恒定，光波为非相干叠加，P点合光强为 (1) (2) (3) 结论 理学院 物理系 陈强 4 相干叠加 如果两光波频率相同; 相位差恒定; 光矢量振动方向平行, 则 其中 两光波叠加区域P点的光强为 理学院 物理系 陈强 (1) 相长干涉(明纹) (2) 相消干涉(暗纹) 如果 如果 讨论 理学院 物理系 陈强 (1) 光波的频率相同； (2) 光矢量振动方向平行，且振幅相差不大； (3) 光波之间的相位差恒定. 光的相干的条件 说明 (1) 各光波的频率相同是任何波动叠加产生干涉的必要条件. (2) 对光矢量振动方向平行条件，一般只要叠加光波的振动 方向存在平行分量即可. (3) 光波之间的相位差恒定是保证干涉图样稳定所必需的. 理学院 物理系 陈强 7 圆孔的夫琅禾费衍射 艾 里斑 · 艾里斑 由第一暗环所包围的中央亮斑. 由夫琅禾费圆孔衍射计算可得，艾里斑的半角宽度 理学院 物理系 陈强 艾里斑的半径 瑞利判据 可分辨 刚可分辨 不可分辨 理学院 物理系 陈强 对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好 落在另一像斑的中央亮斑的边缘(第一级暗纹处)上时, 就认为这两个像刚刚能够被分辨. 望远镜的最小分辨角 瑞利判据 光学仪器分辨本领 光学仪器分辨本领 理学院 物理系 陈强 载人宇宙飞船在距地面 160km的轨道上运行时，宇航员恰 好能分辩地面上的两点光源，设波长为550nm、瞳孔直径 取5mm . 两点光源之间的距离. 设两点光源之间的距离为x、飞船距地面的距离为L 恰能分辩条件 眼睛的最小分辨角 两点光源对人眼睛的张角 求 解 例 理学院 物理系 陈强 眼睛的最小分辨角为 设人离车的距离为 S 时，恰能分辨这两盏灯。 取 在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120 cm ，设夜间人眼瞳孔直径为5.0 mm ，入射光波为 550 nm。 例 人在离汽车多远的地方，眼睛恰能分辨这两盏灯？ 求 解 d =120 cm S 由题意有 观察者 理学院 物理系 陈强 $