第十一章光的干涉和干涉系统 ·干涉现象是光波波动性的重要特征 ·1801年杨氏干涉实验—波动理论—部分相干理论 天津大学精仪学院 应用:测量光谱线的细微结构、测量长度 ·多种干涉装置:杨氏双缝干涉、迈克尔逊干涉仪等 ·本章内容:干涉现象、干涉理论和干涉装置 天津大学作 24
1 第十一章 光的干涉和干涉系统 • 干涉现象是光波波动性的重要特征 • 1801年杨氏干涉实验—波动理论—部分相干理论 • 应用：测量光谱线的细微结构、测量长度 • 多种干涉装置：杨氏双缝干涉、迈克尔逊干涉仪等 • 本章内容：干涉现象、干涉理论和干涉装置
第一节光波的干涉条件 干涉现象 1、什么是干涉现象( Interference) 天津大学精仪学院 2、相干光波( Coherent wave)和相干光源 Coherent light source 能够产生干涉的光波,叫相干光波; 其光源称为相干光源。 天津大学作 24
2 第一节 光波的干涉条件 一、干涉现象 1、什么是干涉现象（Interference） 2、相干光波（Coherent wave）和相干光源 （Coherent light source） 能够产生干涉的光波，叫相干光波； 其光源称为相干光源
干涉条件 一般情况下, 两个振动E1和E2叠加后的光强为: I=E·E=(E1+E2)(E1+E2) ∫(E·E)dt=(E1+E2)(E1+E2 天津大学精仪学院 E1E1)+(E2E2)+2E1E2) 2 12 12称为干涉项,它决定了叠加光强的强弱 12的存在表明,叠加的光强/不再是1和2的简单和。 天津大学作 只有当12≠0,且稳定时,才能产生干涉现象。 24
3 二、干涉条件 ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 0 1 2 2 ( ) 1 I I I E E d t T I I t = + + = • + • + • = • = + • + = • = + • + E E E E E E E E E E E E E E E E E E 1 2 1 2 两个振动 和 叠加后的光强为： I 1 2称为干涉项，它决定了叠加光强的强弱。 只有当 ，且稳定时，才能产生干涉现象。 的存在表明，叠加的光强 不再是 和 的简单和。 1 2 0 1 2 1 2 I I I I I 一般情况下
对于两个平面简谐波 设E1=A1cos(k1°r1-O1t+61) 2=A2CoS(k2·r2-02t+62) 天津大学精仪学院 则7=1+12+ 12 =1+2+4·A2(cos 其中δ=[(kr·r1-k2·r2)+(O1-62)-(o1-02) 干涉项12与两个光波的振动方向(A1,A2)和位相6有关 天津大学作 24
4 ( ) ( ) ( )t I I I I I I t t 1 2 1 2 1 2 1 2 12 2 2 1 1 cos cos( ) cos( ), = • − • + − − − = + + • = + + = • − + = • − + 1 1 2 2 1 2 2 2 2 2 1 1 1 1 k r k r A A E A k r E A k r 其中 则 设 干涉项I 12 与两个光波的振动方向(A1 ,A2 )和位相有关。 对于两个平面简谐波
干涉条件(必要条件):h2=A·A2(cos6) δ=[(k·r-k2°1)+(a1-∞2)-(a1-O2 (1)频率相同, =0; 天津大学精仪学院 (2)振动方向相同,A1·A2=A1A2c0sO (3)位相差恒定,δ1-62=常数 仪注意:千涉的光强分布只与光程差k·r1-k2有关。 补充条件: 天津大学作 叠加光波的光程差不超过波列的长度 24
5 位相差恒定， 常数 振动方向相同， 频率相同， − = • = − = 1 2 1 2 1 2 1 2 (3) (2) A A cos (1) 0; A A 干涉条件（必要条件）： 注意：干涉的光强分布只与光程差 k • r 1 − k • r 2 有关。 补充条件： 叠加光波的光程差不超过波列的长度 ( ) ( ) ( )t 1 1 2 2 1 2 1 2 = k •r −k •r + − − − cos 12 A1 A2 I = •