第20章光的干涉和衍射 §20.1光波的相干叠加 §20.2双缝千涉 §20.3薄膜干涉 §20.4偏振光的干涉 §20.5光的衍射 §20.6光栅衍射 §20.7圆孔衍射光学仪器的分辨本领 §20.8X射线的衍射
§20.1 光波的相干叠加 §20.3 薄膜干涉 §20.4 偏振光的干涉 §20.5 光的衍射 §20.6 光栅衍射 §20.7 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 §20.8 X射线的衍射 第 20 章 光的干涉和衍射 §20.2 双缝干涉
§20.2双缝干涉 一、双缝干涉 波阵面分割→相干光 光程差： 缝间距d~104m,L~1m δ=3-r≈dsin0≈d tan0=d.x 明纹6=士九，Xk=士比九，k=0,1,2, 暗纹6=2k+0,2=2k+022 条纹间距 --2
一、双缝干涉 Δx 缝间距d ∼ 10 光程差： -4m， L ∼ 1m L x δ 12 tansin θθ dddrr ⋅=≈≈−= 明纹 λδ , λ , dLkxk ±k ±=±= 暗纹 2 , )1 2( 2)1 2( )12( λ λ δ dL kxk +±= k+± +±= 波阵面分割 相干光 k = 0，1，2， … 条纹间距 λ d L xxx 1 ±+ kk =−=Δ L x 0 I P θ §20.2 双缝干涉
条纹特点： (1)平行的明暗相间条纹 (2)0不太大时条纹等间距 (3)中间级次低 AΛΛ (4)△xc2 白光？ X-2 X.1 X+1 X+2X 明纹6=士x*=比二入 k=0,1,2,… 陪纹-2k+=2k+始A 条纹间距 Ax=-x=入
M （1）平行的明暗相间条纹 （3）中间级次低 （4）Δx ∝ λ 条纹特点： （2）θ 不太大时条纹等间距 x I 0 x+1 x+2 x-1 x 白光？ -2 明纹 λδ λdLkxk ±k ±=±= 暗纹 2)1 2( 2)1 2( )12( λ λ δ dL kxk +±= k+± +±= k = 0，1，2，…… 条纹间距 λ d L xxx 1 ±+ kk =−=Δ
二、波长对条纹的影响 A个小△ X-2 X1 0 X+1 X+2X X士kC ,△xc入 不同波长非相干叠加， 强度相加
M 1.8 1.5 y1i y2i y3i y4i y5i 0 x 31.415927 i I x x I 0 x+1 x+2 x-1 x-2 不同波长非相干叠加， 强度相加 x±k x ∝Δ∝ λλ 4.917482 4.71839 y i 0 x 31.415927 i I x 二、波长对条纹的影响
三、光源宽度对条纹的影响 光程差6=k几，由几何关系 k入 ∴.明纹位置x= d k=0时，0=- 条纹宽度r=2L不变 d 条纹规律不变，整体向x轴负方向平移 ◆ 可见度下降 Vǜ 当移动距离恰为条纹宽度时 可见度为零 光的空间相干性
D L θ a α 三、光源宽度对条纹的影响 x ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ +=+= Lx Da d Lx d Da δ d 光程差δ = kλ，由几何关系 L D a d k x ⎟⎠⎞ ⎜⎝⎛ −= λ ∴明纹位置 k = 0时， L D a x0 −= L d x λ 条纹宽度 =Δ 不变 条纹规律不变，整体向x轴负方向平移 x I x0 x0 可见度下降 当移动距离恰为条纹宽度时 可见度为零 光的空间相干性