大学物理A2光的干涉PPT
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大学物理-12章：光的干涉
iD
n1
e
A
C n2 n1
B
n1
薄膜干涉
§4 分波面双光束干涉
一、杨氏双缝实验（1801）
装置： 稳定、明暗相间条纹
P
S1
Sd
r1
r2
y o
S2
D
物理分析：
d sin d tg yd
D
P
S1
d
r1
r2
y
o
S2 r2 r1
D
yd D
2k
2 (2k 1)
亮纹
暗纹
2
明、暗纹位置：
k 3, 2n1e / 3 368nm
讨论：
1 2k k 0,1, 2
I I1 I2 2 I1I2
if I1 I2 4I1
光的强度为最大值，干涉极大
I I1 I2 2 I1I2 cos
讨论：
2 (2k 1) k 0,1, 2
I I1 I2 2 I1I2
if I1 I2
0
光的强度为最小值，干涉极小
§3 两列单色波的干涉
2e
n22
n12
sin2
i
2
k
2ne 2 k
4ne 41.301.0107 5.20107
2k 1
2k 1
2k 1
k=1时： 5.20 107 m ----绿色光
k=2时： 1.733107 m
----紫外光，不可见
练习：一油轮漏油（n1=1.2）污染海面，在 海水（n2=1.3）表面形成一层薄油污。
随机变化
cos(2
1)
1
cos(2 1)dt 0
0
I I1 I2 非相干叠加加！
大学物理_光的干涉
d
x x r1 P · x r2 0
x0
x I
D
明纹 暗纹
D k , x k k , k 0,1,2 … d D ( 2k 1) , x( 2 k 1) ( 2k 1) 2 2d
D 条纹间距： x d
10
条纹特点： （1）一系列平行的明暗相间的条纹； （2） 不太大时条纹等间距； （3）中间级次低，两边级次高； r2 r1 （某条纹级次 = 该条纹相应的 之值） 明纹： k ，k =1，2…（整数级）
M1 反射镜
M2 M3
遥远星体相应的d0 几至十几米。
S1
S2 M4
迈克耳孙巧妙地用四块反 射镜增大了双缝的缝间距。
屏
屏上条纹消失时，M1M4
间的距离就是d0。 猎户座 星 nm （橙色），
迈克耳孙测星干涉仪
1920年12月测得： d0 3.07m 。 由此得到： 9 570 10 1.22 2 103 rad 0.047 33 d0 3.07
一. 光源（light source） 光源的最基本发光单元是分子、原子。
能级跃迁辐射 E2
波列
= (E2-E1)/h
E1
波列长 L = c
2
1. 普通光源：自发辐射
间歇：随机（相位、振动方向均随机）
· ·
独立（不同原子发的光） 独立（同一原子先后发的光）
2. 激光光源：受激辐射
= (E2-E1) / h
I
合成光强
-1N 0M 0N 0L +1L
x
x
D x d
27
大学物理第22章 光的干涉
r2
相位差和光程差的关系：
2
8
例如:在S2P间插入折射率为n、厚度为d的媒质。求：光 由S1、 S2 到 P的相位差φ 。
2 2π φ δ λ
r d nd r
2 1
2 r2 r1 n 1d
r1 P · r2 d
第22章 光的干涉
§22.1 杨氏双缝干涉 §22.2 相干光 §22.5 光程 §22.6 薄膜干涉(一) —— 等厚干涉 §22.7 薄膜干涉(二) —— 等倾干涉 §22.8 迈克尔逊干涉仪 本章要点：理解掌握光的干涉条件、干涉实例 的分析及方法
1
§22.2 相干光
1.振动方向相同，频率相同的两列波的叠加
14 14
5.0 1014 ~ 5.4 1014 5.4 1014 ~ 6.1 1014 6.1 1014 ~ 6.4 1014
兰
紫
470~455
455~400
6.4 1014 ~ 6.6 1014
6.6 1014 ~ 7.5 1014
460
430
12
§22.1 杨氏双缝干涉
r暗 kR
1 r暗 R k ; 令k 1, 则r 随 k 间距 。 k 31
（2）牛顿环应用
•测量未知单色平行光的波长
已知第 k 级和第 m 级暗环直径 dk、dm
2
a 纹路深为： h 2L
L
h h
e
a L
27
ek ek+1
（2）测膜厚
A
B
Si O2
e e
n1 1
n2 1.57
大学物理演示(赵)(光干涉)
17.2、 杨氏双缝干涉实验 双镜 劳埃德镜
1. 杨氏双缝干涉实验
实验装置 分波阵面干涉 缝宽： 10-4 m 双缝距离 d: 0.1--3 mm
屏到双缝距离 D: 1--10 m
屏上横向观测范围: 1--10 cm
2、 杨氏干涉条纹
S1 和 S2 振动方向相同, 频率相同 相位相同
A
P点光强 I I1 I2 2 I1I2 cos 2I0 (1 cos )
2
n1 n2 n3
光线1有，光线2有 2n2e cos
n1 n2 n3
n1 n2 , n3 n2
光线1没有，光线2没有 2n2e cos
光线1没有，光线2有
2n2e cos
2
2n2e cos 0
Oi
f tgi P 屏幕 f
谱线的自然宽度 ν
波包 i()
λ 谱线宽度
λ0 λ
波列
L c ～ 1 ～109 s
ν
2.相干光的获得
S1
分波前法 S
分波面法 S2
cos 0
不满足相 干条件
满足相 干条件 先分 后合
P
S
分振幅法
薄膜
1
2
托马斯.扬 （Thomas.Yong ,1773—1829）。幼年 时就聪慧过人，尤其擅长语言，青年 时会10种语言。后来他攻读医学，但 对物理学也有很大的兴趣。在研究听 觉和视觉问题时。他注意到光的微粒 说和波动说的争论，尽管当时在学术 界占统治地位的是微粒说，但是他注 意到惠更斯的波动说的合理性，1801 年他完成了著名的杨氏双缝实验，验 证了光的波动性
大学物理光的干涉
干涉在光谱分析中的应用
干涉滤光片
利用光的干涉原理，设计出具有特定光谱透过率 的滤光片，用于光谱分析和图像增强。
傅里叶变换光谱仪
通过干涉原理，将复杂的光谱分解为简单的干涉 图样，便于分析物质的成分和结构。
原子干涉仪
利用原子在空间中的干涉现象，测量原子波长和 原子能级，用于原子结构和量子力学的研究。
干涉在全息摄影中的应用
大学物理光的干涉
目录
CONTENTS
• 光的干涉基本理论 • 干涉现象的实验验证 • 光的干涉的应用 • 光的干涉的深入研究
01 光的干涉基本理论
CHAPTER
光的波动性
01
光的波动性描述了光在空间中传播的方式，类似于水波在液体 中的传播。
02
光的波动性表现为光在传播过程中产生的振动和波动，这些振
动和波动具有特定的频率和波长。
光的波动性是理解光的干涉、衍射等光学现象的基础。
03
波的干涉
波的干涉是指两个或多个波在空间中相遇时，它们相互叠加产生新的波动现象。
当两个波的相位相同，即它们的振动方向一致时，它们会产生相长干涉，导致波峰 叠加和波谷叠加。
当两个波的相位相反，即它们的振动方向相反时，它们会产生相消干涉，导致波峰 抵消和波谷抵消。
量子通信、量子计算等领域。
03
量子纠缠的实验验证
科学家们通过实验验证了光子纠缠现象的存在，如著02
03
光的相干性
光的偏振
干涉现象的产生是由于两束光的 波前相干，即它们的相位差恒定。
光波的电场和磁场在垂直于传播 方向上的振动方向称为光的偏振 态。
光子纠缠现象
01
光子纠缠
当两个或多个光子相互作用后，它们的状态变得相互关联，即一个光子
基础物理学光的干涉(ppt)
（1） 2k
I 4I0 干涉极大；
（2） (2k1) I 0 干涉极小；
（3） 为其他值时，光强介于0 ~ 4I0之间。
7.1.2 光程差
S1
在折射率n介质中传播几 n1
何路程为r，相位变化为
2nr2L
n2
S2
r1
P
r2
L = nr 是光程。
S1和S2发出光束，在折射率为n1和n2媒质中
传播，在P点相遇。当初相相同时，相位差为
基础物理学光的干 涉(ppt)
2020/12/30
吉林大学 物理教学中心
7.1 光的相干性
7.1.1 光的干涉 相干条件
一、光矢量 可见光：400～760nm 光是电磁波，电场强度矢量 称E为光矢量。 产生感光和生理作用主要是电矢量。
二、光的干涉现象 满足条件若干束光波的相遇区域里，有些点
振动始终加强（亮条纹），有些点振动始终减弱 （暗条纹），称为干涉现象。
三、相干条件 相干条件1：只有平行振动分量间才能发生干涉。 相干条件2：频率相同光波之间才能发生干涉。
相干条件3：相位差恒定光波之间才能发生干涉。
四、相干强度
满足相干条件时，两相干光光强为
I I1 I2 2I1 I2c o sΔ (7 .1 )
相位差 Δ(12)2π(r1r2)
若 I1I2I0 I 2 I 0 (1 c o s ) 4 I 0 c o s 22 (7 .2 )
由透射光加强条件
2n2e
2
k
e
n2
4n2
=1.38 n3 =1.55
(2k 1)
注意：也可以利用反射减弱条件
照相 机镜 头是 蓝紫 色
(7 .1 2 )
大学物理学第三版(张三慧)课件第22章光的干涉详解
因而 kr k 1 v
k v 390 1.08
r v 750 390
9
由于k只能取整数，故有从紫到红的排列清 晰的可见光谱只有正负一级，如下图所示
10
22.2 相干光
一、相干光源 一般光源的发光机制：被激发到较高能级 的原子跃迁到低能级时，辐射出能量。
⑴不同原子发出的光，一般不是相干光。
薄膜干涉（二）等倾条纹
迈克耳孙干涉仪
3
22.1 杨氏双缝干涉
一、双缝干涉
Thomas Young (1773-1829), 1801年做成实
验，确认了光的波动性。 X
r1
px
d
r2
O
D
几何： D>>d ( D/d~104 )
屏幕
很小 (~10-3 rad)
4
波程差：
r2
r1
d
sin
d
tg
d
x D
此绿光波长=546.1nm，谱线宽度
Δ=0.044nm ， 试 求 能 观 察 到 干 涉
条纹的级次和最大允许的光程差。
解：k / 546.1/ 0.044 1.241104
max
2
546.12 0.044
6.8 103 (m)
6.8(mm)
对普通单色光源，就光的非单色性，实验
中总能观察到很多的干涉条纹。
测星干涉仪：
迈克耳孙巧妙地用四块反射 镜增大了双缝的缝间距。
屏上条纹消失时，M1M2 间的距离就是d0。猎户座
星 nm（橙色），
c1
S c2
b1 S1
a1·P a2
b2
S2
不能干涉
只有同一波列分成的两部分，经过不同的
《大学物理》-光的干涉
第22章
光的干涉
针孔的衍射
二、光的衍射现象的分类
单缝衍射
不同波长光的单缝衍射条纹照片
白光， a = 0.4 mm
方孔衍射
等厚干涉
双缝干涉
增透膜
网格衍射
一、光的本性
1、微粒说与波动说之争
牛顿的微粒说： 光是由光源发出的微粒流。
惠更斯的波动说： 光是一种波动。
2、 光的电磁本性
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
解： P 点为七级明纹位置
r2 r1 7
插入云母后，P点为零级明纹
r2 r1 d nd 0
d r1
s1
r2
s2
P 0
7 dn 1
d 7 7 55001010 6.6 106 m
n 1 1.58 1
三 薄膜干涉
1 等倾干涉
一、倾斜入射*
光程差：
n2 ( AB BC ) n1 AD n1
: :
c : 2
(b c)
(a d
2
b) :a
x1 x2
0.495cm 10mm
4.95mm
明纹的位置 d sin k
2
s1
s 2*
a
Mb
d xk k
abc 2
K=3, K=4, K=5,
x3=5.05mm x4=7.07mm x5=9.09mm
光的干涉
针孔的衍射
二、光的衍射现象的分类
单缝衍射
不同波长光的单缝衍射条纹照片
白光， a = 0.4 mm
方孔衍射
等厚干涉
双缝干涉
增透膜
网格衍射
一、光的本性
1、微粒说与波动说之争
牛顿的微粒说： 光是由光源发出的微粒流。
惠更斯的波动说： 光是一种波动。
2、 光的电磁本性
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
夹角变小，条纹变宽， 条纹向右移动
解： P 点为七级明纹位置
r2 r1 7
插入云母后，P点为零级明纹
r2 r1 d nd 0
d r1
s1
r2
s2
P 0
7 dn 1
d 7 7 55001010 6.6 106 m
n 1 1.58 1
三 薄膜干涉
1 等倾干涉
一、倾斜入射*
光程差：
n2 ( AB BC ) n1 AD n1
: :
c : 2
(b c)
(a d
2
b) :a
x1 x2
0.495cm 10mm
4.95mm
明纹的位置 d sin k
2
s1
s 2*
a
Mb
d xk k
abc 2
K=3, K=4, K=5,
x3=5.05mm x4=7.07mm x5=9.09mm
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( 1nm 109 m 10 A)
与物质相互作用（感光、生理作用）的主要是
E矢量-光矢量。E 矢量的振动称为光振动。
振动方程： E E0 cos(t )
波动方程：
E
E0
cos[(t
x) u
]
3
第三章
光的干涉
（Interference of light）
4
一、光的基本常识及干涉基本概念
1. 光源（light source）
（A）干涉条纹的宽度将发生改变 （B）产生红色和蓝色的两套彩色干涉
条纹 （C）干涉条纹的亮度将发生改变 （D）不产生干涉条纹
j
i
光程差： ＝L2 -L1 =( nj xj )2 ( ni xi )1
干涉结果：
1
1
在 较小的情况下，当整个装置放置于折射率为 n
的介质中时：
n(r2
r1 )
nd
x D
明纹 k k 0,1, 2
k级明纹位置 x k D
nd
k 0,1, 2
19
注意：① k 等于几，代表第几级明纹。 ② 零级明纹(中央明纹)由光程差=0决定。
光源的最基本发光单元是分子、原子。
能级跃迁辐射 E2 •
波列
= (E2-E1)/h
E1 •
波列长 L = c
5
(1). 普通光源：自发辐射
· ·
独立（不同原子发的光）
独立（同一原子先后发的光）
(2). 激光光源：受激辐射
•
E2
= (E2-E1) / h
•
E1
完全一样（传播方向，频率， 相位，振动方向）
明纹宽度 = 暗纹宽度 = 1 明纹间隔
2
(3) 不同频率的光，同一级条纹（k值相同），呈 现的位置不同，干涉条纹间距不同,紫光较密，
红光较稀。
21
（4）白光做实验,出现彩色条纹,零级条纹仍是白 色，两侧形成由紫而红的彩色条纹
22
红光入射的杨氏双缝干涉照片 白光入射的杨氏双缝干涉照片
23
例1 用白光光源进行双缝实验，若用一个 纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个 纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则：
-
2
r2 )
2
P点: E E1 E2 E0 cos( t )
p r1
r2
E20
E0
振幅：E02 E120 E220 2E10 E20 cos 2
1E10
8
I E02 , 又 I1 E120，I2 E220
P点光强：I I1 I2 2 I1I2 cos
非相干光源： cos 0 I = I 1 + I 2 —非相干叠加
衬比度差 (V < 1)
衬比度好 (V = 1)
▲ 决定衬比度的因素：
振幅比，光源的单色性，光源的宽度
干涉条纹可反映光的全部信息（强度，相位）。 15
8. 半波损失：
当光从光疏媒质（折射率较小）入射到光密媒质（折 射率较大）再反射回光疏媒质时，在反射点，反射光损失 半个波长。 （作光程差计算时，在原有光程差的基础上加或减半波长）
n1 n2 …… nm
……
d1 d2
dm
光程差 ：
S1
光程： L= nmdm 1
2P
S2
j
i
＝L2 -L1 =( nj xj )2 ( ni xi )1
1
1
11
讨论：
A. 如果同频率两束光，在不同媒质中经过相等的光程。 问： 几何路程等否？ 不等 经过时间等否？ 等 相位变化等否？ 等
(2k 1) (2k 1) , k 0,1,2…
2 I Imin I1 I2 2 I1I2
14
7. 条纹衬比度（对比度，反衬度）（contrast）
V Imax Imin Imax Imin
I I1 I2
Imax
I 4I1I1 I2
Imin
-4 -2 0 2 4
-4 -2 0 2 4
x
I
D
d >>λ，D >> d (d 10 -4m, D m)
路程差： r r2 r1 光程差： 根据两条光路上介质的实际情况，按
照光程差的公式计算。 ① 当整个装置放置于折射率为n的介质中时
光程差：
n(r2 r1 )
nd tg
n nd
d x
sin
D
18
② 当两条相干光经过多种不同介质时
干涉项
相位差：
20
10
2
(r2
r1 )
9
4. 光程、光程差
• 媒质中
d 2 n
n─媒质中波长
n
n
a· λn
n
b·
d
媒质
nd 2
─真空中波长
光程 : L=nd (光波在某一媒质中所经历的路程d与这媒质
的折射率n的乘积 )
将光在介质中通过的路程按照相位变化
相同折合到真空中的路程
10
（作位相差计算时，在原有相位差的基础上加或减）
9.普通光源获得相干光的途径
p
S*
·p
S*
薄膜
分波阵面法
分振幅法 16
二、杨氏双缝实验 （分波阵面干涉）
平面波
S1
S0
S2
球面波
二级暗纹 一级明纹 一级暗纹 中央明纹 一级暗纹 一级明纹 二级暗纹
17
单色平行光入射
x
r1
· p x
d
r2
x o x0
6
2. 光的单色性
例:普通单色光
: 10-2 10 0 Å 激光 ：10-8 10-5 Å 可见光 103Å
7
3. 光的相干性
相干光：满足相干条件的几束光
相干条件：振动方向相同，频率相同,有恒定的相位差
相干光相遇时合成光的振动：
E1
E10
cos(t
10
-
2
r1 )
1
E2
E20
cos(t
20
B. 透镜的等光程性（透镜不产生附加光程差）
亮点
亮点
说明：从与光线垂直的面到焦点，各光线等光程。
12
5.相位差和光程差的关系：
=
20
10
2
2 (同一束光)
6.干涉的条件
▲相长干涉（明条纹）
2k k, k 0,1,2…
I Imax I1 I2 2 I1I2
13
▲相消干涉（部分：
▲几何光学：以光的直线传播规律为基础， 主要研究各种成象光学仪器的理论。
▲波动光学：以光的电磁性质为基础, 研究光的传播规律，主要是干涉、衍射、偏振。
▲量子光学：以光的量子理论为基础， 研究光与物质相互作用的规律。
2
波动光学对光的描述
光是电磁波
400nm 760nm 可见光波长 4000A 7600A
暗纹 (2k 1) , k 1，2, 3
2
k级暗纹位置: x (2k 1) D
nd
k 1，2, 3
注意：k=1第一级暗纹, k=2第二级暗纹…. 无零级暗纹
20
条纹特点：
⑴ 明暗相间的干涉条纹
相邻两明纹（或暗纹）间距：
x
xk 1
xk
D nd
Δx 1 d Δx D
Δx
（2）同一频率光，出现一系列平行等间距条纹.
与物质相互作用（感光、生理作用）的主要是
E矢量-光矢量。E 矢量的振动称为光振动。
振动方程： E E0 cos(t )
波动方程：
E
E0
cos[(t
x) u
]
3
第三章
光的干涉
（Interference of light）
4
一、光的基本常识及干涉基本概念
1. 光源（light source）
（A）干涉条纹的宽度将发生改变 （B）产生红色和蓝色的两套彩色干涉
条纹 （C）干涉条纹的亮度将发生改变 （D）不产生干涉条纹
j
i
光程差： ＝L2 -L1 =( nj xj )2 ( ni xi )1
干涉结果：
1
1
在 较小的情况下，当整个装置放置于折射率为 n
的介质中时：
n(r2
r1 )
nd
x D
明纹 k k 0,1, 2
k级明纹位置 x k D
nd
k 0,1, 2
19
注意：① k 等于几，代表第几级明纹。 ② 零级明纹(中央明纹)由光程差=0决定。
光源的最基本发光单元是分子、原子。
能级跃迁辐射 E2 •
波列
= (E2-E1)/h
E1 •
波列长 L = c
5
(1). 普通光源：自发辐射
· ·
独立（不同原子发的光）
独立（同一原子先后发的光）
(2). 激光光源：受激辐射
•
E2
= (E2-E1) / h
•
E1
完全一样（传播方向，频率， 相位，振动方向）
明纹宽度 = 暗纹宽度 = 1 明纹间隔
2
(3) 不同频率的光，同一级条纹（k值相同），呈 现的位置不同，干涉条纹间距不同,紫光较密，
红光较稀。
21
（4）白光做实验,出现彩色条纹,零级条纹仍是白 色，两侧形成由紫而红的彩色条纹
22
红光入射的杨氏双缝干涉照片 白光入射的杨氏双缝干涉照片
23
例1 用白光光源进行双缝实验，若用一个 纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个 纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则：
-
2
r2 )
2
P点: E E1 E2 E0 cos( t )
p r1
r2
E20
E0
振幅：E02 E120 E220 2E10 E20 cos 2
1E10
8
I E02 , 又 I1 E120，I2 E220
P点光强：I I1 I2 2 I1I2 cos
非相干光源： cos 0 I = I 1 + I 2 —非相干叠加
衬比度差 (V < 1)
衬比度好 (V = 1)
▲ 决定衬比度的因素：
振幅比，光源的单色性，光源的宽度
干涉条纹可反映光的全部信息（强度，相位）。 15
8. 半波损失：
当光从光疏媒质（折射率较小）入射到光密媒质（折 射率较大）再反射回光疏媒质时，在反射点，反射光损失 半个波长。 （作光程差计算时，在原有光程差的基础上加或减半波长）
n1 n2 …… nm
……
d1 d2
dm
光程差 ：
S1
光程： L= nmdm 1
2P
S2
j
i
＝L2 -L1 =( nj xj )2 ( ni xi )1
1
1
11
讨论：
A. 如果同频率两束光，在不同媒质中经过相等的光程。 问： 几何路程等否？ 不等 经过时间等否？ 等 相位变化等否？ 等
(2k 1) (2k 1) , k 0,1,2…
2 I Imin I1 I2 2 I1I2
14
7. 条纹衬比度（对比度，反衬度）（contrast）
V Imax Imin Imax Imin
I I1 I2
Imax
I 4I1I1 I2
Imin
-4 -2 0 2 4
-4 -2 0 2 4
x
I
D
d >>λ，D >> d (d 10 -4m, D m)
路程差： r r2 r1 光程差： 根据两条光路上介质的实际情况，按
照光程差的公式计算。 ① 当整个装置放置于折射率为n的介质中时
光程差：
n(r2 r1 )
nd tg
n nd
d x
sin
D
18
② 当两条相干光经过多种不同介质时
干涉项
相位差：
20
10
2
(r2
r1 )
9
4. 光程、光程差
• 媒质中
d 2 n
n─媒质中波长
n
n
a· λn
n
b·
d
媒质
nd 2
─真空中波长
光程 : L=nd (光波在某一媒质中所经历的路程d与这媒质
的折射率n的乘积 )
将光在介质中通过的路程按照相位变化
相同折合到真空中的路程
10
（作位相差计算时，在原有相位差的基础上加或减）
9.普通光源获得相干光的途径
p
S*
·p
S*
薄膜
分波阵面法
分振幅法 16
二、杨氏双缝实验 （分波阵面干涉）
平面波
S1
S0
S2
球面波
二级暗纹 一级明纹 一级暗纹 中央明纹 一级暗纹 一级明纹 二级暗纹
17
单色平行光入射
x
r1
· p x
d
r2
x o x0
6
2. 光的单色性
例:普通单色光
: 10-2 10 0 Å 激光 ：10-8 10-5 Å 可见光 103Å
7
3. 光的相干性
相干光：满足相干条件的几束光
相干条件：振动方向相同，频率相同,有恒定的相位差
相干光相遇时合成光的振动：
E1
E10
cos(t
10
-
2
r1 )
1
E2
E20
cos(t
20
B. 透镜的等光程性（透镜不产生附加光程差）
亮点
亮点
说明：从与光线垂直的面到焦点，各光线等光程。
12
5.相位差和光程差的关系：
=
20
10
2
2 (同一束光)
6.干涉的条件
▲相长干涉（明条纹）
2k k, k 0,1,2…
I Imax I1 I2 2 I1I2
13
▲相消干涉（部分：
▲几何光学：以光的直线传播规律为基础， 主要研究各种成象光学仪器的理论。
▲波动光学：以光的电磁性质为基础, 研究光的传播规律，主要是干涉、衍射、偏振。
▲量子光学：以光的量子理论为基础， 研究光与物质相互作用的规律。
2
波动光学对光的描述
光是电磁波
400nm 760nm 可见光波长 4000A 7600A
暗纹 (2k 1) , k 1，2, 3
2
k级暗纹位置: x (2k 1) D
nd
k 1，2, 3
注意：k=1第一级暗纹, k=2第二级暗纹…. 无零级暗纹
20
条纹特点：
⑴ 明暗相间的干涉条纹
相邻两明纹（或暗纹）间距：
x
xk 1
xk
D nd
Δx 1 d Δx D
Δx
（2）同一频率光，出现一系列平行等间距条纹.