雙光束干涉的一般理論-wenkub
2023-05-23 13:59:15 本頁(yè)面
【正文】 如圖畫(huà)出了 (k2k1)在圖平面上時(shí)的矢量差： 顯然， 2 1 11 1 22 si n si n2 2 2 2??? ? ? ? ? ?? ? ?f k k kk1 k2 θ P ∏ e f x 當(dāng)考察點(diǎn)沿 f 方向移動(dòng)一個(gè)距離 p 時(shí)，恰好使 m 所改變量為 1，則稱 p 為等強(qiáng)度面的空間周期。 m 可能取 任意 的實(shí)數(shù)值， 每個(gè)確定值對(duì)應(yīng)于一個(gè)等強(qiáng)度平面 。 產(chǎn)生光波干涉的條件 雙光束干涉的一般理論 雙光束干涉的一般理論 ： 兩束平面波滿足相干條件時(shí)，它們可以寫(xiě)成： 1 10 1 10( r , t ) c os( t )? ? ? ? ? ?E E k r2 20 2 20( r , t ) c os( t )? ? ? ? ? ?E E k r其干涉項(xiàng)為 ： 1 2 10 20 2 1 20 102 c o s[ ( ) ( ) ]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?E E E E k k r 干涉項(xiàng) 具有余弦函數(shù)的形式，其宗量是兩相干光波在考察點(diǎn)r處的位相差 。而當(dāng)兩束光波的光強(qiáng)相差很大時(shí)，其中光強(qiáng)較大的光波強(qiáng)度將和兩光波干涉形成的合光強(qiáng)差不多大，形成較亮的背景光場(chǎng)，致使干涉場(chǎng)幾乎一片均勻亮度，從而顯現(xiàn)不出干涉條紋。 1. 兩束光波在疊加區(qū)域內(nèi)的光程差不能太大， 光程差要小于光波的波列長(zhǎng)度 。 理想的相干光源是沒(méi)有的（ 在光學(xué)波段沒(méi)有理想的單色波 ）， 因此在光學(xué)中獲得相干光波的 惟一辦法 ，就是把一個(gè)光源發(fā)出的一個(gè)光束分成兩束或幾束光波，然后再令其相遇而產(chǎn)生干涉的效應(yīng)。 不僅從兩個(gè)普通光源發(fā)出的光是不會(huì)發(fā)生干涉的，而且同一個(gè)光源的兩個(gè)不同部分或前后不同時(shí)間發(fā)出的光也不一定會(huì)發(fā)生干涉。 干涉的研究?jī)?nèi)容 產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象 三個(gè)基本要素 光源、干涉裝置 （能產(chǎn)生兩束或多束光波并形成干涉現(xiàn)象的裝置） 和干涉圖形 “光源”的性質(zhì)： 由它的位置、大小、亮度分布和光譜組成等因素決定； “干涉裝置”的性質(zhì) ： 主要體現(xiàn)它對(duì)各個(gè)光束引入的位相延遲； “干涉圖形”由輻照度分布描述 ， 包括干涉條紋的形狀、間距、反襯度和顏色等，通常它可以被直接測(cè)量 。 研究這三個(gè)要素之間的關(guān)系，以達(dá)到由其中兩者求出第三者的目的，就構(gòu)成了一個(gè)一般意義下的 干涉問(wèn)題 。 如果由兩列光波 (雙光束 )疊加能夠產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，獲得穩(wěn)定的干涉條紋，則須 對(duì)光源有一定的要求 。 也就是將一個(gè)光波場(chǎng)先“ 一分為二 ”，再“ 合二為一 ”得到一個(gè)光波干涉場(chǎng)。因?yàn)榘l(fā)光原子輻射的光波列長(zhǎng)度是有限長(zhǎng)的，由每個(gè)光波列分成兩個(gè)波列（有同樣的波列長(zhǎng)度），當(dāng)兩波列的行程相差 (光程差 )太大時(shí)，它們將不能相遇而不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。 3. 兩束光波在疊加區(qū)域內(nèi)的傳播方向要一致， 傳播方向的夾角不能相差太大 。 在干涉場(chǎng)中存在一系列互相平行的 等強(qiáng)度平面 。 當(dāng) m 是 整數(shù) 時(shí)，我們說(shuō)發(fā)生了“ 完全相長(zhǎng)干涉 ”，對(duì)應(yīng)最大強(qiáng)度面，其上的強(qiáng)度是： 21 0 2 0( r ) ??I E E 當(dāng) m 是 半整數(shù) 時(shí)，我們說(shuō)發(fā)生了“ 完全相消干涉 ”，對(duì)應(yīng)最小強(qiáng)度面，其上的值是： 21 0 2 0( r ) ??I E Em 稱為干涉場(chǎng)中等強(qiáng)度面的 干涉級(jí) 。 1p2 s in ( / 2 )????f由上式可知： p為兩個(gè)強(qiáng)度相同的相鄰等強(qiáng)度面之間的距離。 完全相干的充要條件是 , E10與 E20大小相同，方向平行，此條件并不易滿足，故 一般看到的是部分相干條紋 。 2 2 22221( ) ( )222x y zlnn????????????即 由于 22()ln??故，上式表
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