第十二章光的干涉 S12-1光源光的相干性 S122杨氏双缝千涉实验 §12-3光程与光程差 §12-4薄膜于涉 812-5劈尖千涉 牛颜环 8126迈克耳邀千涉仪 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 1 第十二章 光的干涉 §12-1 光源 光的相干性 §12-2 杨氏双缝干涉实验 §12-3 光程与光程差 §12-4 薄膜干涉 §12-5 劈尖干涉 牛顿环 §12-6 迈克耳逊干涉仪
§12-1光源、光的相干性 12.1.1光源 凡能发光的物体称为光源。 按发光的激发方式光源可分为 热光源一利用内能发光，如白炽灯、碳火、太阳等。 冷光源一利用化学能、电能、光能发光，如萤火、 磷火、辉光等。 作为光学光源的是热光 源。 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 2 §12-1 光源、光的相干性 12.1.1 光源 凡能发光的物体称为光源。 按发光的激发方式光源可分为 热光源－利用内能发光，如白炽灯、碳火、太阳等。 冷光源－利用化学能、电能、光能发光，如萤火、 磷火、辉光等。 作为光学光源的是热光 源
1、光源的发光机理 在热光源中，大量分子和原子在热能的激发下处于 高能量的激发态，当它从激发态返回到较低能量状 态时，就把多余的能量以光波的形式辐射出来，这 便是热光源的发光 这些分子或原子，间歇地向外发光，发光时间极短， 仅持续大约10-8s,因而它们发出的光波是在时间 上很短、在空间中为有限长的一串串波列（如图 12.1) 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 3 1、光源的发光机理 在热光源中，大量分子和原子在热能的激发下处于 高能量的激发态，当它从激发态返回到较低能量状 态时，就把多余的能量以光波的形式辐射出来，这 便是热光源的发光. 这些分子或原子，间歇地向外发光，发光时间极短， 仅持续大约10－8 s，因而它们发出的光波是在时间 上很短、在空间中为有限长的一串串波列(如图 12.1)
图12.1普通光源的各原子或分子所发出的光 波是持续时间约为10一8s的波列，彼此完全独 立 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 4 图12.1 普通光源的各原子或分子所发出的光 波是持续时间约为10－8 s的波列，彼此完全独 立
2、光的颜色和光谱 光源发出的可见光是频率在7.7×101439×1014 H之间可以引起视觉的电磁波，它在真空中对应的 波长范围是3900~7600.在可见光范围内，不同 频率的光将引起不同的颜色感觉 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 5 2、光的颜色和光谱 光源发出的可见光是频率在7.7×1014～3.9×1014 Hz之间可以引起视觉的电磁波，它在真空中对应的 波长范围是3 900～7 600 Å.在可见光范围内，不同 频率的光将引起不同的颜色感觉
表12.1 光的颜色与频率、波长对照表 光色 波长范围 频率范围Hz) 红 7600≈6220 3.9×1014~≈4.7×1014 6220≈5970 4.7×1014一5.0×1014 黄 59705770 5.0×10145.5×1014 5770~4920 5.5×10146.3×1014 青 49204500 6.3×10146.7×104 4500≈4350 6.7×104~6.9×1014 紫 4350≈3900 6.9×1014≈7.7×1014 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 6 表12.1 光的颜色与频率、波长对照表 光色 波长范围(Å) 频率范围(Hz) 红 7 600～6 220 3.9×1014～4.7×1014 橙 6 220～5 970 4.7×1014～5.0×1014 黄 5 970～5 770 5.0×1014～5.5×1014 绿 5 770～4 920 5.5×1014～6.3×1014 青 4 920～4 500 6.3×1014～6.7×1014 蓝 4 500～4 350 6.7×1014～6.9×1014 紫 4 350～3 900 6.9×1014～7.7×1014
只含单一波长的光，称为单 强度1 色光然而，严格的单色光在实 际中是不存在的，一般光源的 2 发光是由大量分子或原子在同 波长入 A-2入A+剑 时刻发出的，它包含了各种 不同的波长成分，称为复色光 图122谱线及其宽度 如果光波中包含波长范围很窄的成分，则这种光称 为准单色光，也就是通常所说的单色光波长范围4？ 越窄，其单色性越好 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 7 只含单一波长的光，称为单 色光.然而，严格的单色光在实 际中是不存在的，一般光源的 发光是由大量分子或原子在同 一时刻发出的，它包含了各种 不同的波长成分，称为复色光. 图12.2 谱线及其宽度 如果光波中包含波长范围很窄的成分，则这种光称 为准单色光，也就是通常所说的单色光.波长范围Δλ 越窄，其单色性越好
3、光强 光学中常把电场强度E代表光振动，并把E矢量称为 光矢量。 ·光振动指的是电场强度随时间周期性地变化。 56m2vr4到 ·光的强度（即平均能流密度） I∝E2 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 8 •光振动指的是电场强度随时间周期性地变化。 ) ] 2 0 cos[(2 0 E = E t − r + 3、光强 光学中常把电场强度E代表光振动，并把E矢量称为 光矢量。 •光的强度(即平均能流密度) I∝E0 2
12.1.2光的相千性 1、波的相干性 非相干叠加： =+2(如两手电光柱叠加) 相干叠加：1=1+12+2√1 cosA0 2、光的相干性 >普通热光源：两个独立的光源，或同一光源的不 同部分发出的光，不满足相干条件。 》>单色光源：两个独立的单色光源，或同一单色光 源的不同部分发出的光，也不满足相干条件。 9 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 9 12.1.2 光的相干性 非相干叠加： I=I1+I2（如两手电光柱叠加） 相干叠加： 1 I I I I I = + + 1 2 2 2 cos 1、波的相干性 2、光的相干性 ➢ 普通热光源：两个独立的光源，或同一光源的不 同部分发出的光，不满足相干条件。 ➢ 单色光源：两个独立的单色光源，或同一单色光 源的不同部分发出的光，也不满足相干条件
理由如下： 设两束单色光在空间某一点的光矢量分别为E和E2, 即 2元 E=Eiocos(ct+) 9-元+ E2 =E2o cos(at) 该点的光矢量的合振幅为 E。=√E品+E品+2EoE0cos(4-4) 首页上页下页退出
首 页 上 页 下 页 退 出 10 设两束单色光在空间某一点的光矢量分别为E1和E2， 即 理由如下： 该点的光矢量的合振幅为 2 cos( ) 10 20 2 1 2 20 2 E0 = E10 + E + E E − cos( ) 1 = 10 +1 E E t 1 1 10 2 = − r + cos( ) 2 = 20 +2 E E t 2 2 20 2 = − r +