第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日10-1光源光的相干性第10章光的干涉一.光源----能发射光波的物体光源的最基本发光单元是分子、原子?=(E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射波列波列长L=?c第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日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)发光的随机性发光的间隙性热光源两个独立的光源不可能成为一对相干光源原因：原子发光是随机的，间歇性的，两列光波的振动方向不可能一致，周相差不可能恒定。钠光灯A钠光灯B两束光不相干！第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日可见光频率范围：7.5×1014~3.9×1014赫兹真空中对应的波长范围：4000~7600?相应光色：紫、蓝、青、绿、黄、橙、红单色光?具有单一频率的光复色光?由各种频率组成的光?光波是电磁波。光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的是E矢量，称为光矢量。E矢量的振动称为光振动。第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日平面简谐电磁波：在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把光强定义为：?光强：在光学中，通常把平均能流密度称为光强，用I表示。?2.激光光源：受激辐射?=(E2-E1)/hE1E2??完全一样(频率,位相,振动方向,传播方向)相干光源第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日二、光的相干性两个频率相同的光源在P点相遇两光在P点振动的位相差分子原子每次发光的时间级短，观察到的是在较长时间内的平均值第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日?非相干迭加在?时间内，迭加处位相差??“瞬息万变”来自两个独立光源的两束光，迭加后的光强等于两束光单独照射的光强之和。无干涉现象第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日?相干迭加P点位相差恒定，光强始终不变。空间各处光强分布由干涉项决定干涉相长干涉相消第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日相干的条件：（1）频率相同（2）振动方向相同（3）具有固定的位相差相干光(两相干光源)(两非相干光源)(一光源)将光源上一发光点的光分成两束，各经历不同的路径再会合迭加。第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日分波阵面方法分振幅的方法获得相干光的途径（方法）pS*分波面法分振幅法·p薄膜S*从同一波阵面上的不同部分产生次级波相干利用光的反射和折射将同一光束分割成振幅较小的两束相干光第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日10-2双缝干涉1、实验装置一、杨氏双缝实验S1S2S***第11页，共37页，星期日，2025年，2月5日1、实验装置k=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2S***I第12页，共37页，星期日，2025年，2月5日2、杨氏干涉条纹Dd波程差：干涉加强、明纹位置干涉减弱、暗纹位置第13页，共37页，星期日，2025年，2月5日(1)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧；干涉条纹特点：(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关；两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。第14页，共37页，星期日，2025年，2月5日方法一：方法二：(3)D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长第15页，共37页，星期日，2025年，2月5日二菲涅耳双面镜实验实验装置：虚光源、平行于明条纹中心的位置屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕上明暗条纹中心对O点的偏离x为：暗条纹中心的位置光栏第16页，共37页，星期日，2025年，2月5日三洛埃镜实验光栏当屏幕E移至处，从S和S到L点的光程差为零，但是观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在。21光从光疏介质射向光密介质界面时，在掠射或正射两种情况下，在反射过程中产生“半波损失”。第17页，共37页，星期日，2025年，2月5日一光程与光程差干涉现象的条纹分布决定于两束相干光的位相差。同一介质?两光之间的几何路程差不同介质???光在真空中的传