相干条件与光源的相干性
浅析相干光及光的相干性
来 的 。当原 子 中大 量 的 原 子 或分 子 受 外 来 激 励 而 处 于激 发状 态 ，
处 于激 发状 态 的原 子 是 不 稳 定 的 ，它要 自发 地 向 低 能 级 状 态 跃
到对 预 测 输 出 影 响 最 大 的数 据 字 段 ，并 决 定 是 否 需 要 定 义 导 出
果 。一 是 弃 真 错 误 ，即 原 有 历 史 客 户 具 备 流 失 倾 向并 且 已经 流
失 ， 是模 型 未 能 够 准 确 预 测 客 户 的 流 失 倾 向 ； 是 存 伪 错 误 ， 但 二
（ ） 幅 分 割 法 二 振
一
源 发 出 的光 不 是 相 干 光 ， 而不 能 产 生 干 涉 现 象 。原 子发 光 的时 因
间 很 短 ， 有 １ — 秒 。 般 情 况 下各 原子 发 光 是 随 机 的 ， 固定 只 ０８ 一 无
相 位 差 。因 为 普 通 光 源 是 大 量 不 同 原 子 在 不 同时 刻 先 后 独 立 发 的光 ， 因此 不 满 足 干 涉 条 件 ， 以 一 般 普 通 光 源 观 察 不 到 干 涉 现 所 象 。 个 频 率 相 同 的 钠 光 灯 不能 构 成 相 干 光 源 ： 两 即使 是 同一 个 单 色 光 源 的 两 部分 发 出 的光 ， 不 能产 生 干 涉 现 象 。因为 不 能 保 证 也
子 每 一 次 发 光 只 能 发 出频 率 一 定 、振 动 方 向一 定 而长 度 有 限 的
一
个 波 列 。由 于原 子发 光 的无 规 则 性 ． 同一 个 原 子 先 后 发 出 的波
波动的相干性和光的相干性
波动的相干性和光的相干性在物理学中，相干性（coherence）是指两个或多个波之间存在稳定的关系，特别是在时间和空间上存在稳定的相位关系。
这种相位关系可以描述波动的相干性，也可以用来研究光的相干性。
一、波动的相干性1. 相干的定义相干是指两个或多个波在空间或时间上存在稳定的相位关系，这种相位关系保持稳定性，使得波的幅度可以增强或减弱，而不是简单地叠加。
相干性是波动现象中重要的特性之一。
2. 相干性的条件相干性的存在需要满足以下两个条件：- 波源的稳定性：波源的频率、振幅和相位保持稳定，没有明显的涨落。
- 波源的相位关系：相干波源之间的相位关系要满足一定的条件，比如稳定相位差或相同的相位。
3. 相干性的影响相干性的存在对波动现象具有显著的影响：- 干涉现象：两个相干波叠加，会产生明显的干涉现象，如干涉条纹。
- 衍射现象：相干波通过狭缝或物体时，会产生衍射现象，如衍射条纹。
- 波纹消亡：相干波叠加可以相互干涉，导致某些区域波纹增强或消亡。
二、光的相干性1. 光的相干性概述光是一种电磁波，因此也具有相干性。
光的相干性是指在时间和空间上存在稳定的相位关系，使得光的干涉和衍射现象可以观察到。
2. 单色光的相干性单色光是频率稳定的光，它具有很强的相干性。
单色光的相干性可以通过狄拉克(Dirac)符号来描述。
3. 白光的相干性白光是由多种不同频率的光组成的复合光，它的相干性相对较弱。
白光的相干性可以通过多普勒效应来解释。
4. 干涉仪和干涉条纹干涉仪是用来观察光的干涉现象的仪器。
利用干涉仪可以观察到干涉条纹，这些条纹是由相干光叠加造成的。
5. 光的相干时间和相干长度光的相干时间和相干长度是描述光的相干性的重要参数。
相干时间是指光波在时间上保持相位关系的时间，相干长度是指光波在空间上保持相位关系的距离。
结论：波动的相干性和光的相干性是波动现象中的重要特性。
相干性的存在使得波能够产生干涉和衍射现象，这对于我们深入理解光和其他波的行为有着重要的意义。
光源的相干性一
二、空间相干性
3 综合空间相干性 为了综合描述纵向空间相干性和横向空间相干性，将相
干长度和相干面积的乘积定义为一个新的物理量—相干
体积。
V =LA
c c
c
3 c c 2 c ( ) ( )2 2 ( ) 2
c
物理意义：如果要求传播方向上 角之内并具有频带宽
Δθ
二、空间相干性
2 横向空间相干性 在杨氏双缝干涉实验中，宽度为Δx 的光源（A）照 射两对称小孔 S1 、 S2 后，光波场具有明显相干
性的条件为：
x
该式称为空间相干性反比公式，即光源的线度与相
干孔径角的乘积为常数。
二、空间相干性
2 横向空间相干性 得出
2 Ac (x) ( )
根据相干时间tc的定义：在光传播方向上，两个光 波场之间能够相遇的最大时间间隔也就是每列光波 经过P点的持续时间。
P t
一、时间相干性
P ∆t t
P
t ∆t
P
t
∆t
∆t>t，两列光波在传播方向上没有交叠区域； ∆t=t，两列光波在传播方向上首尾相连；
∆t<t，两列光波在传播方向上有交叠区域；
相干时间tc=每列光波经过P点的持续时间
1 纵向空间相干性 根据光谱学中光源单色性参数R的定义：
R
0
1 tc 0
0
得到
R
0
Lc
该式进一步说明了相干时间 t c 和相干长度 Lc 是反映光源单色性物理量。
二、空间相干性
2 横向空间相干性 定义：在与光传播方向垂直的平面上，任意两个 不同点 S1 、 S2 处光波可具有相干性的最大面积， 常用相干面积Ac来进行描述。
光的相干性与相干长度 → 电磁波的相干性与相干长度
光的相干性与相干长度→ 电磁波的相干
性与相干长度
光的相干性与相干长度
介绍
光的相干性是指光的波峰和波谷之间的关系，在一定时间范围内是否呈现出一定的规律性。
相干长度是指在这一时间范围内，光保持相干性所能传播的最远距离。
光的相干性
光的相干性与波的相位一致性有关。
当两个光波的相位相对稳定且一致时，它们是相干的。
相干性可以通过干涉实验来检测，如杨氏双缝干涉实验和迈克尔逊干涉仪。
相干长度
相干长度是指在光传播过程中，保持相干性所能传播的最远距离。
相干长度与光的频率有关，频率越高，相干长度越短。
影响相干性和相干长度的因素
1. 光源的相位稳定性：如果光源的相位不稳定，光的相干性会降低。
2. 光波的频率：频率越高，相干长度越短。
3. 光波的波长：波长越长，相干长度越长。
4. 光的传播介质：光在不同介质中传播时，相干性和相干长度会发生变化。
应用
1. 光学干涉：光的相干性使得光波可以干涉并形成干涉条纹，用于测量物体的形状、厚度等参数。
2. 光学相干层析成像：利用光的相干性，可以通过透明物体的光的干涉来实现高分辨率成像。
3. 光学通信：光的相干性保证了光信号在传输过程中的稳定性和可靠性。
结论
光的相干性和相干长度是光学中重要的概念。
了解光的相干性和相干长度有助于深入理解光的特性，并在各种应用中发挥作用。
光的干涉和光的相干性 (2)
干涉现象与相干性的区别
干涉现象：光波 叠加后形成的明 暗条纹，是光的 相干性的直接表 现。
相干性：光波之 间的相位差和频 率差，决定了干 涉现象的性质和 强度。
干涉条纹：干涉 现象中形成的明 暗条纹，其宽度 和间距与相干性 有关。
相干性测量：通 过测量干涉条纹 的性质，可以了 解光波的相干性。
干涉与相干性在光学实验中的应用
光的干涉：两束或两束以上的光波在空间相遇时，会发生叠加，形成干涉现象 相干性：光波的相干性是指光波之间的相位差和频率差之间的关系 干涉条件：光的干涉需要满足相干性、频率相同和相位差恒定的条件 干涉图样：干涉现象会产生各种不同的干涉图样，如明暗相间的条纹、彩色的环状等 相干性的影响：相干性的大小会影响干涉图样的清晰度和亮度，相干性越好，干涉图样越清晰，亮度越高
对信息科学的影响
光的干涉和相干性是信息科学的基础理论之一 光的干涉和相干性在光纤通信、激光雷达等领域有广泛应用 光的干涉和相干性研究有助于提高信息传输速度和质量 光的干涉和相干性研究有助于推动量子通信、量子计算等新兴领域的发展
对现代科技发展的贡献
光的干涉和相干性是现代光学技术的基础，如激光、光纤通信等。
干涉现象的应用
光学仪器：如显微镜、望远镜等，利用光的干涉原理提高成像质量
光纤通信：利用光的干涉原理实现高速、大容量的信息传输
激光技术：利用光的干涉原理产生高强度、单色性的激光束 生物医学：利用光的干涉原理进行细胞、组织、器官等的无损检测和治 疗
02 光的相干性
相干性的定义
光的相干性是指两 束光在空间和时间 上的相位差保持恒 定的特性。
两列光波的相位差恒 定
两列光波的振动方向 相同
两列光波的强度相同
干涉现象的分类
光的干涉知识点
光的干涉是光学中的一个重要现象，它描述了两个或多个光波在空间中相遇时相互叠加，形成新的光强分布的现象。
以下是一些关于光的干涉的基本知识点：
1. 相干性：要产生光的干涉现象，入射到同一区域的光波必须满足相干条件，即它们的振动方向一致、频率相同（或频率差恒定），且相位差稳定或可预测。
2. 分波前干涉与分振幅干涉：
- 分波前干涉：如杨氏双缝干涉实验，光源通过两个非常接近的小缝隙后，产生的两个子波源发出的光波在空间某点相遇，由于路程差引起相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。
- 分振幅干涉：例如薄膜干涉，光在通过厚度不均匀的薄膜前后两次反射形成的两束相干光相遇干涉，也会形成明暗相间的干涉条纹。
3. 相长干涉与相消干涉：
- 相长干涉：当两束相干光波在同一点的相位差为整数倍的波长时，它们的振幅相加，合振幅最大，对应的地方会出现亮纹（强度最大）。
- 相消干涉：当两束相干光波在同一点的相位差为半整数
倍的波长时，它们的振幅互相抵消，合振幅最小，对应的地方会出现暗纹（强度几乎为零）。
4. 迈克尔逊干涉仪：是一种精密测量光程差和进行精密干涉测量的重要仪器，可以观察到极其微小的变化所引起的干涉条纹移动。
5. 等厚干涉与等倾干涉：菲涅耳双棱镜干涉属于等倾干涉，而牛顿环实验则属于等厚干涉。
6. 全息照相：利用光的干涉原理记录物体光波的全部信息，包括振幅和相位，能够再现立体图像，是干涉技术的重要应用之一。
以上只是光的干涉部分基础知识，其理论和应用广泛深入于物理学、光学工程、计量学、激光技术等领域。
电磁能量的相干性和光的相干性
电磁能量的相干性和光的相干性在物理学中，相干性是指波的性质，特别是涉及到波传播和干涉现象的相关性。
无论是电磁波还是光波，它们都会表现出相干性，其中电磁波是由电场和磁场交替生成的，而光波则是一种特定频率范围内的电磁波。
1. 相干性的定义相干性描述了波动现象之间的关联程度。
在两个或多个波动之间存在一种固定的相位关系，波动往往会产生干涉现象，即相位同步或相位失同步。
2. 电磁能量的相干性电磁波由电场和磁场垂直振动的能量传播形式。
当两个或多个电磁波相遇时，它们之间会产生干涉现象。
干涉可以是相长干涉，即两个波的相位同步，能量叠加增强；也可以是相消干涉，即两个波的相位失同步，能量相互抵消。
相干性的程度可以用相干长度来表征。
相干长度是指在该长度范围内，电磁波的相位关系保持稳定。
当两个波的路径差（差值为整数倍波长）小于相干长度时，它们的光程差在干涉现象中表现为明显的干涉条纹；当路径差大于相干长度时，干涉现象将无法被观察到。
3. 光的相干性光波是电磁波的一种特殊情况。
光的相干性描述了光的几何和时间特征之间的关联程度。
光的相干性可以影响到光的亮度、颜色和干涉等现象。
光的相干性可以分为空间相干性和时间相干性两个方面。
空间相干性是指光波在横向空间上的相干性，主要与光的波面和光的传播方向有关。
时间相干性是指光波在时间上的相干性，主要与光的相位变化以及光的频谱宽度有关。
4. 相干性的应用相干性是光的重要性质，广泛应用于光学领域。
例如，相移干涉仪可以利用光的相干性来测量物体表面的形状和薄膜的厚度。
激光干涉仪则利用相干性来检测光的干涉现象，用于精密测量和光学显微镜等领域。
此外，相干性还在光通信和激光技术等领域中起到关键作用。
光通信系统中使用的光纤传输和光的调制等技术都依赖于光的相干性。
在激光技术中，相干性也是确定激光束质量和激光相干时间的重要参数。
总结：电磁能量的相干性和光的相干性都是描述波动现象之间的相关性，涉及到波的传播和干涉现象。
光的干涉
洛埃镜
S1 d S2 M
E'
E
洛埃镜
此处为暗纹—半波损失
M为反射镜，S1为狭缝光源，它发出的光波一部分以接近于 为反射镜， 为狭缝光源， 为反射镜 90˚的入射角掠射于反射镜上，经反射到达屏幕 上，另一部 的入射角掠射于反射镜上， 的入射角掠射于反射镜上 经反射到达屏幕E上 分直接射到屏幕上。 可看作两个相干光源。 分直接射到屏幕上。S1和S2可看作两个相干光源。 处于位置 若光屏E处于位置 ，从光路上看，由S1和S2发出的光到达接 光屏 处于位置E'，从光路上看， 触处的路程相等，该处应该出现明条纹。 触处的路程相等，该处应该出现明条纹。但实验结果这里出现 的是暗条纹，说明反射光在该处出现了大小为π的相位变化 的相位变化， 的是暗条纹，说明反射光在该处出现了大小为 的相位变化， 这种现象称为“半波损失” 这种现象称为“半波损失”。
例题 4-4：
干涉现象应用于射电天文学： 干涉现象应用于射电天文学：将微波检测器安装在海平面上 h = 20m处。 处 当发射频率为ν= 60 MHz 的射电星从海面升起时，检测器收到来自星体和 当发射频率为 的射电星从海面升起时， 海面反射的电波干涉信号。求当第一个极大出现时， 海面反射的电波干涉信号。求当第一个极大出现时，射电星体相对于地平 线的仰角θ= 线的仰角 ？
获得相干光的基本方法是将光源上同一点发出的光设法 获得相干光的基本方法是将光源上同一点发出的光设法 同一点 一分为二” 然后再使这两部分光叠加起来， “一分为二”，然后再使这两部分光叠加起来，由于这两 部分光实际上都是来自同一发光原子 同一次发光， 同一发光原子的 部分光实际上都是来自同一发光原子的同一次发光，即每 一个光波列都分为两个频率相同、振动方向相同、 一个光波列都分为两个频率相同、振动方向相同、相位差 恒定的波列，因而这两部分光满足相干条件。 恒定的波列，因而这两部分光满足相干条件。 获得相干光的方法： 获得相干光的方法： ⑴使用单色光源（如：钠光灯、激光器等）； 使用单色光源（ 钠光灯、激光器等）； ⑵将一个分子单次发出的光波分为两个部分： 将一个分子单次发出的光波分为两个部分： 分波面法 分振幅（强度） 分振幅（强度）法
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ｗａｙ”ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｉｎ
ａｎ
责任编辑：杨合成
ａｔｏｍ
ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ．１９９８．３９５：３３～３７．
责任编辑：杨合成
・８８・
万方数据
分量，平行分量之间可以发生干涉）。 （３）初位相差恒定，即６０。一８。：＝常数。其中第（１）条是任何波发生干涉的必要条件；第二条是针对矢 量波的，因为标量波没有这个问题。一般说来有此二条就足以产生干涉了，剩下的是干涉场的稳定性问 题，稳定与否的标准又和探测器的响应时间有关。对于宏观波源发出的波（如无线电波、声波）相位差和 干涉场的稳定性是不成问题的。对于它们，相干条件中第三条无需强调，但对于微观客体发射的光波来 说，这第三条却成了相干条件中最需要着重研究的问题。 除了上述三个条件外，为确保产生明显的干涉现象，还需二个补充条件： （１）两波场产生的光波在相遇点所产生的振动的振幅相差不悬殊。由（３）式可知，若两光波在相遇 点所产生的振幅相差悬殊，比如Ｅ。，》Ｅ％则该点的合振动的振幅Ｅ将与单一光波在该点所生的振动振 幅Ｅｏ。无实际上的差别，因而观察不到干涉现象。 （２）两光波在相遇点的光程差不能太大。实际光源所发出的光波，绝非是一个无限长的正弦或余弦 波，而是一系列有限长的波列组成的。当两光波在相遇点的光程差很小时，两光波中有固定相差的波列 几乎同时作用于一点，能产生清晰的干涉现象；当光程差为中等时，两相应波列部分重叠，将出现不很 清晰的干涉现象；而当光程差很大时，一光波的波列已通过，而另一光波相应的波列尚未到达，两相应 的波列间无重叠，这时无干涉现象出现。 ２、光源的相干性 对微观波源而言，光是由光源中多个原子、分子等微观客体发射的，微观客体的发光过程是一种量 子过程，很难用一个简单的图像描绘清楚。粗略地说，原子或分子每次发射的光波波列都是有很长的， 波列的长度与它们所处的环境有关。如果发射光波的原子或分子受到其它原子或分子的作用越强，发 射过程受到的干扰越大，波列就越短。不过，即使在非常稀薄的气体中相互作用几乎可以完全忽略的情 况下，它们发射的波列持续的时间下０也不会大于１０。８Ｓ，相应的长度小于米的数量级。微观客体的发光 过程有自发辐射和受激辐射两种方式，普通光源的发射过程以自发辐射为主，是一种随机过程，每个原 子或分子先后发射的不同波列，以及不同原子或分子发射的各个波列，彼此之间在振动方向和位相上 没有什么联系，是相互独立的。因此，许多断续的波列，持续时间比通常探测器的响应时间短得多（如人 眼约为１０’２ｓ）振动方向和位相是无规则的，普通的两个独立光源，甚至同一光源不同部分发出的光都 是如此。这是由于任意两个普通光源（或同一光源的两个不同部分）发生的光波，由于位相差６不固定， ｃｏｓ８的数值在±１之间迅速的改变，人们观察到或仪器记录到它的时间平均值ｃｏｓ８，在相位的变化完全
［１２】孙昌璞：量子力学若干基本问题研究的新进展…．物理．２００１．３０（５）：３１０～３１６．
［１３】周正威、郭光灿：量子纠缠态［Ｊ］．物理．２０００．２９（１１）：６９５～６９９． 【１４】郭光灿：量子信息引论［Ｊ］．物理．２００１．３０（５）：２８６～２９３．
［１５］周光召：回顾与展望——纪念量子论诞生１００周年【Ｊ】．物理．２００１．３０（５）：２５９—２６４．
Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｄｅｏｈｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ“Ｍｅｔｅｒ”ｉｎ
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．１９９６．７７：４８８７～４８９０．
【９］Ｐｈｉｌｉｐ Ｙａｒｍ：物理学发展的趋势：让薛定谔的猫苏醒过来【Ｊ】．科学．１９９７．４９（５）：７０—７６．
黔西南民族师范高等专科学校学报Ｄｅｃ．２００２
Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｔｅａｃｈｅｒｓ’ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ
Ｎｏ．４
相干条件与光源的相干性
田
雁
（黔西南民族师范高等专科学校，・贵州兴义５６２４００）
摘要：光的干涉现象是光具有波动性的表现。对产生干涉所需的条件以及所使用的光源的相干性 进行讨论，可以加深对光的本质的认识。 关键词：光波；光的干涉；光源；相干性 文章编号：１００９－－－－．０６７３（２００２）０４—００８６—０３ 中图分类号：０４３６文献标识码：Ａ
（∞。一∞２）ｔ是两列波在亍处的位相差；仅为Ｅｏ，和Ｅ。２之间的夹角。若令Ｊ－ｚ＝２４１１１２ＣＯＳ６ＣＯＳＯｔ，当Ｊ１２＝０ 时，在迭加区任意点处的光强Ｉ＝Ｉ，＋Ｉ：，呈均匀分布，不产生光的干涉。若Ｊ，：≠０，且是与时间无关的空间 点？的函数，迭加区内的光强呈稳定的非均匀分布，这就是光的干涉现象，能否产生干涉以及干涉现象 是否强弱，既与两波场强度有关，也与Ｊ，：有关，通常称Ｊ－：为干涉项。讨论Ｊ，ｚ就可知相干的条件。
．８７・
万方数据
２００２年
黔西南民族师范高等专科学校学报
第４期
无规则的情况下，ｃｏｓ８＝０，从而Ｉ＝Ｉ，＋Ｉｚ，整个相遇区域内呈现一片均匀强度，这时我们说两个光源是 非相干的。 要看见干涉现象，人们总是把同一光源发出的光分成两个或两个以上的相干光束，使它们经过不 同的路径后再相遇以产生干涉，产生相干光的方式有两种，一种为分振幅的干涉，另一种是分波阵面的 干涉。无论哪种方法，要确保干涉现象的发生，光源发出的光波要在时间和空间上都能相干，即光源要 满足时间相干和空间相干。 以面光源产生的振幅法干涉的薄膜干涉为例。入射波列在上表面分成两个分波列，反射的分波列ａ， 先进入原介质，另一个分波列ａｚ经下表面反射再经上表面折射而进入原介质时，ａｔ已走在ａ２的前面，如 果这两个分波列能够有一部分重叠，则它们就能够产生干涉，如果光程差太大，以致当ａｚ进入原介质 时，ａ－已经通过，而与ａ：相遇的是另一反射分波列ｂ。，则它们之间就无法产生干涉。可见只有波列长度 （即相干长度）ｌｏ大于光程差８时才能产生干涉现象。而相干长度正好是光源原子发光持续时间内光在 真空中所走的路程，即ｌｏ＝ＣＡｔ，Ａｔ称为相干时间。光源的相干长度长，也就是光源的原子的发光持续时 间长，则某一点在较长时间的前后两时刻发出的光之间仍能发生干涉，这就是光源的时间相干性。 若使用的光源有一定尺度，还需考虎光源的空间相干性。以缝光源为例，在杨氏双缝实验中，两个 缝有一定的宽度，其上任意两个部分发出的光，经双缝干涉以后在屏幕上各自形成一套干涉条纹，当光 源宽度增加到使得这两套干涉条纹正好错开半个条纹时，屏幕上强度到处相同，没有干涉现象。若要想 看见干涉现象必须对光源的宽度有一定的限制，即对从两个缝上发出的光波的位相差的大小有一定限 制，这即是光源的空间性，位相差小（或缝间距离大）说明光源的空间相干性好。对于空间相干性好的光 源，在其前方横的方向上一个较大范围内取出的两个次波之间仍能发生干涉。 另外，光源的严格单色性对干涉现象的产生也很重要。因为若光源发出的光是复合光，在产生干涉 时，每一单色成分都要各自独立地产生一套干涉图样，并且同级次的图样在观察平面上要错开，若错开 位移很小，可以认为它们基本上是重合的，整体的干涉现象清晰；若错开位移大，则看不到干涉现象。 总之，为了获得可见度高的干涉图样，除了满足光的十分苛求的条件外，还需光源为严格的单色 光；光源的空间相干性、时间相干性都要满足一定的要求。 （上接第８５页）
【１０】孙昌璞：量子理论若干基本问题研究的新进展［Ｊ］．物理学进展．２００１．２１（３）：３１７～３６０．
［１ １】Ｅｉｎｓｔｅｉｎ．Ａ Ｐｏｄｏｌｓｋｙ．Ｂ＆Ｒｏｓｅｎ．Ｎ．Ｃａｎ
ｑｕａｎｔｕｍ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅａｌｉｔｙ ｂｅ
ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｃｏｍｐｌｅｔｅ？【Ｊ】．ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．１９３５．４７．７７７～７８０．
（１） （２）
按迭加原理，迭加区内某点现的光强 ｊ ｊ Ｊ ｊ
Ｉ＝（Ｅ１＋Ｅ２）・（Ｅ１＋Ｅ２）‘
＝１１＋１２＋２４１１１２ｃｏｓ６ｃｏｓ仪
●＿＿＿＿＿＿一
Ｅ＝己２
ｅｊ（ｋ：．ｒ＋６０ｚ—ｏＪ２ｔ）
（３）
式中，Ｉ。＝Ｅ；。，Ｉ：＝成：，分别是两列波单独在场点ｒ处的强度。８（ｉ ｔ）＝（ｋ。一ｋ：）・ｒ＋（６。。一８。ｚ）一
在实际生活中，我们对光扰动瞬时值的迭加问题，最关心的是光强的迭加，因为大多数接收器件 （包括我们的眼睛）响应的是光的强度，但在波场迭加区某点处的光强通常不等于每个波场单独在该点 的光强和，而是随空间点稳定的非均匀的分布，这种现象被称为光的干涉。 光的干涉现象是多种多样的，且不难实现，但并非任意两光波相遇都能产生干涉现象。从两个完全 独立的光源（如电灯）发生的光波即使相遇，无论如何都不能产生干涉现象。为产生光的干涉现象，相遇 的光波必须满足某些条件，即相干条件。光波是光源产生的，所以对使用的光源也有要求。 １、相干条件 设有两个单色线偏振平面谐波 匿１＿Ｅ１ ｅｊ（¨ｒ墙，～ｔ）
先讨论（３）式中仅对干涉项Ｊ・：的影响。实际问题中，仪只能在ｏ≤ｄ≤詈范围内变化。显然当仪２ 三时，Ｊ。：＝ｏ，不能产生干涉；若仅＝ｏ时，假设８仅是空间点｛的函数，并且Ｉ。＝１２ Ｉ。，（３）式变为
收稿日期：２００２—０９～２８
・８６・
万方数据
２００２拄
田雁相干条件与光源的相干性
第４期
Ｉ＝４Ｉ。ＣＯＳ２—０，此时Ｉ胁＝０，亮暗分明，图象清晰。著名的杨氏双缝实验光强与位相差分布图就是如此。
２
若０＜ｏ【＜旦，且Ｉｌ＝１２＝Ｉｏ，则Ｉ＝２Ｉｏ（１＋ｃｏｓＳｃｏｓ仪），此时Ｉ。ｉ。＝２Ｉｏ（１一ｃｏｓ仪），亮暗的光强分布迭加
２
在Ｉ。ｉ。的均匀背景上，图像模糊。 若ｄ＝０，Ｉ，≠Ｉ：，则Ｉ＝Ｉ。＋Ｉ：＋２４１１Ｉ：ｃｏｓ８，称０【＝０为相干波场振动方向平行条件，要想满足这个条 件是十分困难的。不过，如果ｄ很小，可忽略因Ｅｏ。和Ｅｏｚ不平行对干涉项的影响，我们常采用这样的近