物理光学13-第十三次课球面波干涉和分波面双光束干涉省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

该【物理光学13-第十三次课球面波干涉和分波面双光束干涉省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件 】是由【fuxiyue】上传分享，文档一共【35】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【物理光学13-第十三次课球面波干涉和分波面双光束干涉省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第十三次课、球面波干涉和分波面双光束干涉
一、球面波干涉
二、杨氏干涉
三、杨氏干涉改良——菲涅耳型干涉
四、瑞利干涉仪
内容
1
第1页
一、两束球面波干涉
1、概述
2、光程和光程差
3、干涉场分析
(1)、等强度面与等光程差面
(2)、干涉级、极值强度面和局部空间频率
4、二维观察屏面上干涉条纹性质
(1)、观察屏沿着y轴并垂直于y轴放置
(2)、观察屏沿着x轴并垂直于x轴放置
内容
2
第2页
1、概述
同平面波一样，球面波也是最基本简单光波，而且在实际中，球面波比平面波愈加普遍，所以了解球面波干涉也是极其必要。
两束球面波在空间相遇叠加，假如要产生稳定干涉现象，它们也要满足前面讲述三个基本条件，即在相遇点波振动方向不垂直，两束球面光波频率相同，初始位相差恒定，满足这种条件球面波称为相干球面波。
我们知道点光源发射球面波，假如两个点光源发射球面波叠加时能够产生干涉现象，能够称这两个点光源为相干点光源。
3
第3页
2、光程和光程差
O
d2
d1
S1
S2
-l/2
l/2
x
y
z
P(x, y, z)
(25a)
(25b)
在距离这两点足够远考查点P处，两球面波振动方向近似相同，所以以下用标量波近似进行讨论。
4
第4页
(25a)
(25b)
式中，k是媒质中空间角频率(波数)：
k=k0n (26)
k0为真空中波数，n为媒质折射率。
(25a')
(25b')
通常把nd1和nd2分别称为P到S1和S2之间光程，分别用L1和L2来表示。
O
d2
d1
S1
S2
-l/2
l/2
x
y
z
P(x, y, z)
(25a'')
(25b'')
5
第5页
光程意义
而
Δt= d1/(c/n)=L1/c (27)
c为真空中光速。
光波在P点位相比在S1点位相落后kd1=k0L1。
这个位相落后量还等于光波圆频率ω与光波自S1 传输到 P 所需时间 Δt 乘积。
可见位相落后量不但与d1相关，还与n相关；
但能够说只与L1相关。
所以光程意义是：光波在真空中传输距离L1所需时间与它在媒质中传输距离d1所需时间相同。
O
d2
d1
S1
S2
-l/2
l/2
x
y
z
P(x, y, z)
6
第6页
(25a')
(25b')
O
d2
d1
S1
S2
-l/2
l/2
x
y
z
P(x, y, z)
在t时刻P(r)点合电场为：
E(r, t)=E1(r, t)+E2(r, t) (4)
干涉场强度为：
I(r)=<E·E>=<(E1+E2)·(E1+E2)> (5)
光程差
7
第7页
其中I1(P)和I2(P)分是S1和S2单独在P点产生强度。
(28)
是初始位相差，它是常量。
是P点对S1和S2光程差。
(29)
余弦函数宗量是P点相对于光源点S1和S2位相差。
8
第8页
(28)
2、干涉场分析
(1)、等强度面与等光程差面
O
d2
d1
S1
S2
-l/2
l/2
x
y
z
P(x, y, z)
等强度面
等位相面
=等光程差面
因为I1(P)、I2(P)和Δ都是P点位置函数，所以干涉场中等强度面含有复杂形状。
不过，在远离S1和S2区域内，I1(P)和I2(P)改变要比式中余弦项改变慢得多。
所以，等强度面与等光程差面十分靠近；
以致近似地能够用等光程差面代替等强度面。
9
第9页
O
d2
d1
S1
S2
-l/2
l/2
x
y
z
P(x, y, z)
(31)
(28)
(29)
(30)
依据三角形PS1S2几何关系有：l2≥(d1-d2)2，所以：l2≥(Δ/n)2。
由此判断(31)式是一个旋转双曲面方程，旋转对称轴是x轴。
_______等光程差面方程。
y
z
O
Δ=0
S2
S1
x
Δ<0
Δ>0
直观上就可见到，等光程差面(近似代表等强度面)不再含有非周期性。
10
第10页