光的干涉 知识点总结
高中物理光的干涉知识点总结
高中物理光的干涉知识点总结
光的干涉是光学中的一个重要概念,涉及到干涉现象的原理、种类、特征和应用等方面。
以下是高中物理光的干涉知识点总结:
1. 光的干涉原理
干涉原理是指两个或多个相干光源发出的光在某些情况下会发
生干涉现象。
干涉现象是由光的相干性引起的,当两个或多个光源发出的光相互接近时,它们就会干涉在一起,形成干涉条纹。
2. 干涉条纹的种类
干涉条纹的种类有:干涉衍射条纹、干涉屏散条纹、干涉筛法条纹、干涉干涉条纹等。
其中,干涉衍射条纹是最为普遍的干涉条纹类型,它是由于干涉仪本身的结构所引起的。
3. 干涉仪
干涉仪是一种利用干涉原理进行实验的工具,常见的干涉仪有干涉仪、单色干涉仪、干涉显微镜等。
干涉仪可以用来测量光的波长、频率、相位等参数,从而实现对光的深入探究。
4. 干涉条纹的特征
干涉条纹的特征包括:
- 干涉条纹具有重复性:相同频率的光在一起会产生干涉条纹,
不同频率的光在一起也会产生干涉条纹,条纹的频率会重复。
- 干涉条纹具有干涉斑:当光源不同的时候,产生的干涉斑大小
不同,干涉条纹的形态也不同。
- 干涉条纹具有随机性:干涉条纹的形态和位置取决于光源的位
置和时间。
5. 干涉的应用
干涉现象在科学研究和实际应用中有着广泛的应用,例如: - 利用干涉现象测量光的频率和波长
- 利用干涉现象分析光的干涉和衍射现象
- 利用干涉现象制作光纤通信和光学传感器等。
光学教程-总结
聚光本领
物镜的聚光本领是描述物镜聚集光通量能力的物理量，可下凹部分，其对应强度不超过每 一分布曲线最大值的74%，当一个中央亮斑的最大值位置恰和另一个中 央亮斑的最小值位置相重合时，两个像点刚好能被分辨。
第四章 光学仪器的基本原理
人眼的分辨本领是描述人眼刚刚能区分非常靠近的两个物点的能 力的物理量。 瞳孔的分辨极限角为 0.610 555 107 cm U 0 0.610 3.4 104 rad 1 R 0.1cm 望远镜物镜的分辨极限常以物镜焦平面上刚刚能够分辨开的两个 象点之间的直线距离来表示，这极限值为
A
l
i
P
u
C
i
u O
s P
r
B
s
第三章 几何光学基本原理
近轴光线条件下球面反射的物像公式
1 1 2 s s r
对于r一定的球面，只有一个 s 和给定的s对应，此时存在确定的像点。 这个像点是一个理想的像点，称为高 斯像点。s称为物距， 称为像距 s
P
C
P O
第二章 光的衍射
圆孔的菲涅尔衍射
Rh
R
如果用平行光照射圆孔， R
则
Rhk kr0
2 2 Rh ( R r0 ) Rh 1 1 k ( ) r0 R r0 R
r0 R R R k R r0
2 h 2 hk
第二章 光的衍射
圆屏的菲涅耳衍射
圆屏遮蔽了开始的k个带，则P点的合振幅为：
第一章 光的干涉
等厚干涉：
平行光从相同的倾角入射不均匀的薄膜，相干光光程差Δ，随膜 d0 d 厚 变化，膜厚 相同的地方，光程差 相同，干涉情况也相同 0 ，并处于同一级干涉条纹上。
光的干涉-知识点总结
光的干涉-知识点总结干涉场强分布：亮度最大值处： 亮度最小值处：条纹间距公式空间频率：ƒ（2()()()*12121212,(,)(,)(,)(,)2cos =++=++∆I x y U x y U x y U x y U x y I I I I ϕ()()110sin 11,i k x U x y Ae θϕ+=()()220sin 22,i k x U x y A e θϕ-+=()(1220(,)sin sin x y k x ϕθθφφ∆=-++-()()122010(,)sin sin x y k x ϕθθφφ∆=-++-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τ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21212I I I I +=γ2212112⎪⎭⎫ ⎝⎛+=A A A Aγ())(cos 1)(0r I r Iϕγ∆+=1γ=0γ=01γ<< 完全相干 完全非相干 部分相干◆ 分波前干涉（将波前先分割再叠加，叠加广场来自同波源具有相同初始位相） ◆ 分振幅干涉（将光的能量分为几部分，参与叠加的光波来自同一波列，保证相位差稳定）2.2.2杨氏双孔干涉实验：两个球面波的干涉 (1) 杨氏双孔干涉实验装置及其历史意义（1） 光程差分析（要会推导）XZ(x,y)(3)干涉条纹分布xdr r r r r r r r 2))((212212122122=-+-=-， 由 x DdD xdr r xd r r =≈+=-2221212得 λπϕ2,),(==∆k x D d k y x )(2)(2),(),()(12122010r r R R t P t P P -+-=-=∆λπλπϕϕϕ2222222221)2(,)2(由 D y dx r D y dx r +++=++-=)(2)(2),(),()(12122010r r R R t P t P P -+-=-=∆λπλπϕϕϕxdr r2得 2122=-当Q 位于Ｚ轴上时，R 1=R 2,则)),(cos 1(),(0y x I y x I ϕ∆+=(4) 非近轴近似下的干涉条纹分布亮条纹和暗条纹在空间形成一系列双叶旋转双曲面。
光的干涉知识点总结简短
光的干涉知识点总结简短
光的波动性质
首先，我们需要了解光的波动性质。
光是一种电磁波，它可以在空间中传播。
光波的波长和频率决定了光的颜色和能量。
光波还具有干涉、衍射、偏振等现象，这些都体现了光的波动特性。
干涉的基本原理
在光学中，干涉是指两个或多个光波相遇时产生的相互作用。
干涉的基本原理是光波相遇时会发生叠加，这种叠加会导致光波的强度发生变化。
当两个波峰相遇时，它们会增强彼此的幅度，形成亮条纹；当波峰和波谷相遇时，它们会相互抵消，形成暗条纹。
干涉的分类
根据光波相遇的方式，干涉可以分为两种基本类型：相干干涉和非相干干涉。
相干干涉是指两个光源发出的光波具有一定的相位关系，这种干涉可以产生清晰的干涉条纹。
非相干干涉是指两个光源发出的光波没有固定的相位关系，这种干涉会产生随机的干涉条纹。
干涉的条件
要产生明显的干涉现象，需要满足一定的条件。
首先，光源必须是单色光源，即具有固定的波长和频率；其次，干涉光程差必须小于光波的波长，这样才能产生明显的干涉条纹；最后，光波必须是相干的，即具有固定的相位关系。
干涉的应用
光的干涉在科学研究和工程应用中有着广泛的应用。
例如，在光学仪器中常常利用干涉现象来测量物体的形状和表面质量；在光学显微镜中，干涉技术可以提高显微镜的分辨率；在激光技术中，干涉技术可以用来调节激光的相位和频率。
总结
光的干涉是光学领域中的重要现象，它可以用来研究光波的波动性质和相互作用。
在本文中，我们简要总结了光的波动性质、干涉的基本原理、干涉的分类、干涉的条件和干涉的应用。
希望本文可以帮助大家更好地理解光的干涉现象。
《大学物理》光的干涉知识点
牛顿环
1、牛顿环实验现象
• 一平薄透镜放在一平板玻璃上,
平薄透镜跟平玻璃片间形成一上表
面弯曲的劈尖。
R
• 单色光垂直照射到牛顿环上， 在空气薄层的上表面可以观察到以 接触点O为中心的明暗相间的环形干 涉条纹，
rk
ek
o
干涉条纹为间距越来越小的同心圆环组成，这些圆环状干涉条纹叫做牛顿环。
• 若用白光照射，则条纹呈彩色。它是等厚条纹的又一特例。
d
x (2k 1) D
d2
两相邻明（暗）纹间距
x
xk 1
xk
D
d
杨氏双缝干涉演示：
说明：
(i)明暗相间，以0点对称排列；
(ii)在很小的区域中，x与k无关,条纹等间距分布。
x D ; d
缝间距越小，屏越远，干涉越显著。
x : 在D、d 不变时， 条纹疏密与λ正比
2e n22 n12 sin
e/2
2
i
2
2.干涉极值条件：
明纹 2ne / 2 k
ek
(k
1)
2 2n
暗纹 2ne / 2 (2k 1) / 2 ek k / 2n
3. 条纹特点：
越小， L 越大， 条纹越稀； 越大， L 越小， 条纹越密。 大到某一值，条纹密不可分，无干涉。
则透射光干涉为削弱。
劈尖干涉
例如 常T用itle的in 劈her是e
空气劈。n2=1， 薄膜为空气膜，
空气劈的干涉
T是itle指in空he气re 膜的 上、下两界面处的 反射光的干涉；而不是 上玻璃板的上、下两
界面反射光的 干涉。
光的干涉知识点归纳总结
光的干涉知识点归纳总结
1、双缝干涉
1、两列光波在空间相遇时发生叠加，在某些区域总加强，在另
外一些区域总减弱，从而出现亮暗相间的条纹的现象叫光的干涉现象。
2、产生干涉的条件，两个振动情况总是相同的波源叫相干波源，只有相干波源发出的光互相叠加，才能产生干涉现象，在屏上出现稳定的亮暗相间的条纹。
3、双缝干涉实验规律，双缝干涉实验中，光屏上某点到相干光源、的路程之差为光程差，(n=0，1，2，3)P点将出现亮条纹；若光程差是半波长的奇数倍(n=0，1，2，3)，P点将出现暗条纹。
屏上和双缝、距离相等的点，若用单色光实验该点是亮条纹(中
央条纹)，若用白光实验该点是白色的亮条纹。
若用单色光实验，在屏上得到明暗相间的条纹；若用白光实验，中央是白色条纹，两侧是彩色条纹。
屏上明暗条纹之间的距离总是相等的，其距离大小与双缝之间距离d。
双缝到屏的距离及光的波长有关，即在和d不变的情况下，和波长成正比，应用该式可测光波的波长。
用同一实验装置做干涉实验，红光干涉条纹的间距最大，紫光干涉条纹间距最小，故可知大于小于。
2、薄膜干涉
薄膜干涉的成因：由薄膜的前、后表面反射的两列光波叠加而成，劈形薄膜干涉可产生平行相间的条纹。
薄膜干涉的应用：增透膜：透镜和棱镜表面的增透膜的厚度是入射光在薄膜中波长的。
检查平整程度：待检平面和标准平面之间的楔形空气薄膜，用单色光进行照射，入射光从空气膜的上、下表面反射出两列光波，形成干涉条纹，待检平面若是平的，空气膜厚度相同的各点就位于一条直线上，干涉条纹是平行的；反之，干涉条纹有弯曲现象。
物理知识点光的干涉
物理知识点光的干涉光的干涉是光学中的重要概念之一，它揭示了光波的波动性质及其产生的干涉现象。
本文将依据物理知识点，对光的干涉进行详细论述。
一、干涉现象的基本原理光的干涉是指两个或多个光波相互叠加所形成的干涉图案。
干涉现象的产生需要满足两个基本条件：光源是相干光源，波长相同。
当光波经过不同路径传播后再次相遇时，它们会相互干涉，产生增强或减弱的干涉效应。
二、双缝干涉1. 双缝干涉的实验装置双缝干涉实验一般采用光源、狭缝、透镜和屏幕等组成。
光源发出的光经狭缝后，形成一个光源光斑，通过透镜聚焦后照射到屏幕上。
2. 双缝干涉的光程差当光波通过两个缝隙后再次相遇时，其传播路径的长度差称为光程差。
光的干涉现象取决于光程差的大小。
3. 双缝干涉的干涉图案双缝干涉的干涉图案呈现出一系列明暗相间的条纹，称为干涉条纹。
该条纹呈现出一定的规律性，可通过干涉公式和级差条件进行分析和计算。
三、杨氏双缝干涉实验1. 杨氏双缝干涉实验的装置杨氏双缝干涉实验是一种经典的干涉实验方法。
实验装置由一束狭缝光源、双缝、透镜和幕板等组成。
2. 杨氏双缝干涉的干涉条纹杨氏干涉条纹呈现出一系列黑白相间的圆环或直线条纹。
根据实验条件和光波的干涉效应，可以通过杨氏双缝干涉公式进行计算。
四、单缝干涉1. 单缝干涉的实验装置单缝干涉实验通常采用单缝光源、单缝和屏幕等组成。
单缝光源发出的光波通过单缝后形成一个光斑，映射到屏幕上形成单缝干涉图样。
2. 单缝干涉的干涉条纹单缝干涉的干涉条纹呈现出明暗相间且中央最亮的中央极大和两侧较暗的暗条纹分布。
单缝干涉的干涉效应可由单缝干涉公式和级差条件加以说明。
五、干涉现象的应用光的干涉在科学研究和实际应用中有着重要的意义。
1. 干涉仪干涉仪是一种基于光的干涉原理设计的精密仪器，常用于光学测量、干涉剖析和光学检测等领域。
2. 光纤通信光纤通信是一种基于光的传输技术。
光波经光纤传输时，可能会产生干涉现象，影响信号传输质量，因此需要进行干涉相关的优化和控制。
光的干涉 知识点总结
D R
x0 。
ii 然后根据 算得各点光源在观察屏上的光强分布 iii 由于两点光源非相干，所以总的光强分布可以直接由两者场强相加得到。 （2）衬比度变化 2 线光源照明时的部分相干场
页眉内容
（1） 计算思路：
i 用到 1 中结论，
。
并且有
ii 对整个d线I(光x源,y积)分：B(1 cos(2fx 2f0x0 ))dx0
0• 发光1断续部性分相干
• 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，叠加广场来自同波源具有相同初始位相） 分振幅干涉（将光的能量分为几部分，参与叠加的光波来自同一波列，保证相位差
页眉内容
定域条纹:在单设扩展光源照明平板的分振幅干涉中，干涉条纹的衬比度随观察屏的位置而
2.暗2.4条光纹源；宽度对干涉场衬比度的影响（学会推导，记住图即可）
扩展光源 (extended source of light)
具有一定的尺寸和体积
大量非相干点源的集合
多组干涉条纹的非相干叠加降低衬比度
1 两个分离点源照明时的部分相干场
（ 计算思路：
i 先分别求出两点光源在观察屏上的光强分布，关键是找到关系式x
cos(k2 k1) r (20 10 ) (2 1)t }
E10 E20 0
（干涉项不为零）
2 1
（为了获得稳定的叠加分布）
20 10 常数 （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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
干涉相消
亮条纹和暗条纹在空间形成一系列双叶旋转双曲面。在平面接收屏上为一组双曲线，明暗交
错分布。干涉条纹为非定域的，空间各处均可见到。
(5)干涉条纹间距公式
由 I(x ,y ) 条纹间距：
I 0(1
cos(k
d D
x ))，k d D
x
2
d D
x
2j
得 x j
e
j
D d
(j 1)
D d
j
y2
D2
得 r22 r12 2xd
由 r22 r12 (r2 r1 )(r2 r2
r1
2 xd r2 r1
2 xd 2D
dx D
( P)
10 (P, t) 20 (P, t)
2
( R2
R1)
2
(r2
r1)
当 Q 位于Ｚ轴上时，R =R 则 1 2, (x, y) k d x, D
(1) 计算思路
（ 2.1.4 干涉场的衬比度
（ 1.两束平行光的干涉场（学会推导）
12（ （1）两束平行光的干涉场
） ）3 ） 干涉场强分布：
I x, y U1(x, y) U2 (x, y)
*
U1(x, y) U2 (x, y)
I1 I2 2 I1I2 cos
亮度U最1 (大xx值,,yy处) ：Ak1esiiknsin11xs1i0n 2U2xx, y20A21e0iksin2x20
b/2
b/2
I (x, y) dI B(1 cos(2fx 2f0 x0 )dx0
b / 2
b / 2
（2） 衬比度变化：
sin f0b f0b
sin u u
当u 时，对给定的d下，b R ,此时＝0 d
光源极限宽度
b0
R d
同理，给定b下，
3 双面孔光极限 源间 照隔 明时d0的部Rb分相干场
（1）
（2）
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
2
I (r ) E1 E2 E1 E2 I1(r ) I2 (r ) 2 E1 E2
k 2
(3)干涉条纹分布
I(x ,y ) I0(1 cos (x ,y ))
I(x,y )
I0(1
cos(k
d D
x ))
(4) 非近轴近似下的干涉条纹分布
I(x ,y ) I0(1 cos (x ,y ))
(P )
2
r2
r1
j 2 ,
干涉相长
(P )
2
r2
r1
(2j
1) ,
稳定） 2.2.2 杨氏双孔干涉实验：两个球面波的干涉 (1) 杨氏双孔干涉实验装置及其历史意义
（2） 光程差分析（要会推导）
X (x,y)
Z
(P )
10(P ,t ) 20(P ,t )
2
(R 2
R1)
2
(r2
r1)
由 r12
(x
d )2 2
y2
D 2,
r22
(x
d )2 2
干涉项：2 E1 E2 E10 E20{ cos(k1 k2 ) r (20 10 ) (2 1)t
相干条件：
cos(k2 k1) r (20 10 ) (2 1)t }
E10 E20 0
（干涉项不为零）
2 1
（为了获得稳定的叠加分布）
20 10 常数 （为了使干涉场强不随时间变化）
亮度最小值处： 条纹间距公式
空间频率：
（2）定义
衬比度 (I M I m ) (I M I m )
以参与相干叠加的两个光场参数表示：
2 I1I 2 I1 I2
衬比度的物理意义
1.光强起伏
I(r) I0 1 cos (r)
2.相干度
1 完全相干 0 完全非相干
0 1 部分相干
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：
i 先分别求出两点光源在观察屏上的光强分布，关键是找到关系式x
D R
x0 。
ii 然后根据
算得各点光源在观察屏上的光强分布 iii 由于两点光源非相干，所以总的光强分布可以直接由两者场强相加得到。 （2）衬比度变化
2 线光源照明时的部分相干场
（1） 计算思路：
i 用到 1 中结论，
。
并且有
ii 对整个d线I(光x源,y积)分：B(1 cos(2fx 2f0x0 ))dx0
2A1
A2
1
A1
A2
2
(x, y) k sin1 sin2 x 20
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，叠加广场来自同波源具有相同初始位相） 分振幅干涉（将光的能量分为几部分，参与叠加的光波来自同一波列，保证相位差
D d
D d
(６) 干涉条纹的物理意义： 光程差
r2 r1 m
时
亮条纹；
r2
r1
(m
1 2
)
时
暗条纹；
物理意义： 1、干涉条纹代表着光程差的等值线。 2、相邻两个干涉条纹之间其光程差变化量为一个波长 l，位相差变化 2π。 2.2.3 其它分波前干涉装置（了解，见 PPT） 2.2.4 光源宽度对干涉场衬比度的影响（学会推导，记住图即可） 扩展光源 (extended source of light) 具有一定的尺寸和体积 大量非相干点源的集合 多组干涉条纹的非相干叠加降低衬比度 1 两个分离点源照明时的部分相干场 （1） 计算思路：