雙光束干涉的一般理論-文庫吧資料
2025-05-20 13:59本頁面
【正文】 雙曲面方程，旋轉對稱軸是 x軸 雙光束干涉的一般理論 二、兩束球面波的干涉： 引入干涉級 m，仍用 2mπ表示位相差： 0 2 0 1 02 ( )mk? ? ?? ? ? ?則， 00 2 0 1 0()2m?? ? ??? ? ? ? 顯然：利用干涉級 m代替 Δ作變量后，兩干涉球面波的強度表達式中余弦項變得和兩干涉平面波表達式一樣，并且，最大強度面與整數 m相對應，最小強度面與半整數 m相對應。 x z S1 S2 P (x , y, z) d2 d1 0 l/2 l/2 y 、光程差和兩球面波的干涉場 兩球面波在 P點的電場振動分別為 101 1 01e x p ( )E i k d td ???? 20 2 2 02e x p ( )E i k d td ????則光波在 P點的強度為： 1 2 1 2 0 2 0 1 0( ) ( ) ( ) 2 ( ) ( ) c o s[ ( ) ]I P I P I P I P I P k ??? ? ? ? ? ?式中： Δ為 P點對 S2和 S1的 光程差 。 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 。 起伏程度（即強度分布的“交變”部分）越大，平均背景越小，則條紋越清晰； 對于強度按余弦規(guī)律變化的干涉條紋，可以 用對比度 （也稱“反襯度”，“可見度”或“調制度”） 定量地描述其清晰程度 ： 定義對比度： MmMmIIKII???一、兩束平面波的干涉： 雙光束干涉的一般理論 可見， 1≥K≥0， 當 E10=E20時， K=1，對應條紋最清晰，即 完全相干 。 1p2 s in ( / 2 )????f由上式可知： p為兩個強度相同的相鄰等強度面之間的距離。 f 的大小取決于 (k2k1)的值，它表示考察點沿 f 方向移動單位距離時的 m 變化量，也即干涉場強度變化的周期數。 當 m 是 整數 時，我們說發(fā)生了“ 完全相長干涉 ”，對應最大強度面，其上的強度是： 21 0 2 0( r ) ??I E E 當 m 是 半整數 時，我們說發(fā)生了“ 完全相消干涉 ”，對應最小強度面，其上的值是： 21 0 2 0( r ) ??I E Em 稱為干涉場中等強度面的 干涉級 。 一、兩束平面波的干涉： 雙光束干涉的一般理論 一、兩束平面波的干涉： 2. 干涉級 m： 令：余弦因子的宗量（位相差）為 2mπ，則： 2 1 20 10( ) ( ) 2 m? ? ? ? ? ? ? ?k k rr 點處的強度表達式為： 221 0 2 0 1 0 2 0( r ) 2 c o s( 2 m )? ? ? ? ?I E E E E 式中 m 是考察點位置 r 函數，當 m 值改變 1 時，干涉場強度變化一個周期。 在干涉場中存在一系列互相平行的 等強度平面 。 在兩束光波傳播方向的夾角以小角度同向傳播時，疊加才會出現干涉條紋 (密集的窄條紋 )，并且隨著兩束光的傳播方向的夾角越小，干涉條紋越寬；當兩束光波完全重合平行時，疊加區(qū)域內將只出現一級干涉條紋。 3. 兩束光波在疊加區(qū)域內的傳播方向要一致， 傳播方向的夾角不能相差太大 。如前所述兩束光有相等光強時會得到最清晰的干涉條紋。因為發(fā)光原子輻射的光波列長度是有限長的，由每個光波列分成兩個波列（有同樣的波列長度），當兩波列的行程相差 (光程差 )太大時，它們將不能相遇而不會產生干涉現象。 但是要獲得穩(wěn)定的、清晰的干涉條紋，這些條件還不夠充分，所以還需要一些 補充條件 。
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