光学第一章光的干涉 是非定域的、 §1.2相干光的获得 一.原子发光的特点 原子从较高的能量状态变化（跃迁）到较低的能量状态时，便会有多余的能量，可以以 各种形式释放出来。如果两能量之差合适，则以发光的形式释放能量。所以，发光是原子在 不同的能量状态之间跃迁的结果。 光源中总是包含大量的原子，总是有大量的原子同时发光，不同原子所发的光波，都有 随意的传播方向、振动方向、位相和频率。所以，不同原子在同一时刻所发出的光波是不相 干的：同一原子在不同时刻所发出的光波也是不相干的.即普通光源所发的光都是不相干的。 所以，在通常情况下看不到光的干涉。即普通光源所发的光在相遇时总是强度相加，不会产 生干涉，出现光强的重新分布。 6
光学 第一章 光的干涉 X x y Y 是非定域的。 § 1.2 相干光的获得 一．原子发光的特点 原子从较高的能量状态变化（跃迁）到较低的能量状态时，便会有多余的能量，可以以 各种形式释放出来。如果两能量之差合适，则以发光的形式释放能量。所以，发光是原子在 不同的能量状态之间跃迁的结果。 光源中总是包含大量的原子，总是有大量的原子同时发光，不同原子所发的光波，都有 随意的传播方向、振动方向、位相和频率。所以，不同原子在同一时刻所发出的光波是不相 干的；同一原子在不同时刻所发出的光波也是不相干的。即普通光源所发的光都是不相干的。 所以，在通常情况下看不到光的干涉。即普通光源所发的光在相遇时总是强度相加，不会产 生干涉，出现光强的重新分布。 6
光学第一章光的干涉 二.相干光的获得 对于普通的光源，要想得到相干光，只有一种方法，就是设法将同一个原子在同一时 所发出的一列光波分为几部分，这几部分光波由于来自同一列光波，所以具有相同的频率 固定的位相差，而且存在相互平行的振动分量，就是相干的。这就是干涉的物理本质。所以， 也可以说，干涉是一列光波自己和自己的干涉，也只有自己和自己之间才有可能发生干涉。 光源所发出的大量光波，其中的每一列都与自己干涉，形成一个干涉花样，有一个光强 分布：不同的光波之间，则是干涉花样的强度叠加 WW W 可以用数学表达式表示如下： 在时刻，光源中第个原子跃迁发出的波记为U,该列波经分光装置后分为两部分，这 两部分是相干的。这两部分到达场点P时振幅为A1,A2,位相差为△Q,该原子发出的波 在P点的干涉强度为I,=A2+A22+2AA2cos△Q,对于点光源和相同的干涉装置，所 有原子的△口，是相同的。所有原子在t时刻发出的波在P点形成的总的干涉强度为 1=21,=立42+42+2440s4p 可以通过分波前或分振幅的方法得到相干光。 三、杨氏干涉 一列光波经过双缝或双孔，分成相干的两列光波，两列相干光在空间P处相遇，位相 差为△p产生干涉。 第二列光波分成的两列相干光，在P处的位相差与第一列光波相同，亦为△p,产生与 第一列相同的干涉强度分布，与第一列所产生的干涉，进行强度叠加。依此类推，得到一个 干涉花样。 其物理过程为：第一步是相干叠加，第二步是强度叠加（非相干）。 光源发出的任一列光波，经过双雏或双孔，分成相干的两列，在空间相遇，产生干涉。 光源发出的不同光波波列是不相干的，各自干涉后，相互之间只能进行强度叠加
光学 第一章 光的干涉 二．相干光的获得 对于普通的光源，要想得到相干光，只有一种方法，就是设法将同一个原子在同一时刻 所发出的一列光波分为几部分，这几部分光波由于来自同一列光波，所以具有相同的频率、 固定的位相差，而且存在相互平行的振动分量，就是相干的。这就是干涉的物理本质。所以， 也可以说，干涉是一列光波自己和自己的干涉，也只有自己和自己之间才有可能发生干涉。 光源所发出的大量光波，其中的每一列都与自己干涉，形成一个干涉花样，有一个光强 分布；不同的光波之间，则是干涉花样的强度叠加。 可以用数学表达式表示如下： 在时刻t，光源中第I个原子跃迁发出的波记为Ui，该列波经分光装置后分为两部分，这 两部分是相干的。这两部分到达场点P时振幅为 Ai1 , Ai2 ，位相差为 i ， 对 该原子发出的波 在P点的干涉强度为 i I 于点光源和相同的干涉装置，所 有原子的 i ii 2 AAAA ii 21 cos ， 2 2 2 1 i 是相同的。所有原子在t时刻发出的波在P点形成的总的干涉强度为 N i 1 i N i i AII 2 1 1 i AAA ii 21 i 2 2 cos2 可以通过分波前或分振幅的方法得到相干光。 三、杨氏干涉 一列光波经过双缝或双孔，分成相干的两列光波，两列相干光在空间 P 处相遇，位相 差为 产生干涉。 第二列光波分成的两列相干光，在 P 处的位相差与第一列光波相同，亦为 ，产生与 第一列相同的干涉强度分布，与第一列所产生的干涉，进行强度叠加。依此类推，得到一个 干涉花样。 其物理过程为：第一步是相干叠加，第二步是强度叠加（非相干）。 光源发出的任一列光波，经过双缝或双孔，分成相干的两列，在空间相遇，产生干涉。 光源发出的不同光波波列是不相干的，各自干涉后，相互之间只能进行强度叠加。 7
光学第一章光的干涉 上述物理过程为：第一步是同一列波的相干叠加：第二步是不同波列间的强度叠加（非 相干) 四、干涉的特点 干涉是一列一列分立的光波之间的相干叠加 干涉是一列光波自己和自己的干涉 干涉的结果，使得光的能量在空间重新分布，形成一系列明暗交错的干涉条纹 干涉之后的光波场仍然是定态波场 §1.3分波前的干涉装置 一.杨氏干涉 一列光波经过双缝或双孔，分成相干的两列光波，两列相干光在空间P处相遇，位相 差为△p产生干涉
光学 第一章 光的干涉 上述物理过程为：第一步是同一列波的相干叠加；第二步是不同波列间的强度叠加（非 相干）。 四、干涉的特点 干涉是一列一列分立的光波之间的相干叠加 干涉是一列光波自己和自己的干涉 干涉的结果，使得光的能量在空间重新分布，形成一系列明暗交错的干涉条纹 干涉之后的光波场仍然是定态波场 § 1.3 分波前的干涉装置 一．杨氏干涉 一列光波经过双缝或双孔，分成相干的两列光波，两列相干光在空间 P 处相遇，位相 差为 产生干涉。 8
光学第一章光的干涉 第二列光波分成的两列相干光，在P处的位相差与第一列光波相同，亦为△，产生与 的于数分有，与第列所产生的千伤，是打强吸金血，低货大煮将到一- 其物理过程为：第一步是相干叠加，第二步是强度叠加（非相干）。 二.菲涅耳(Fresnel)双镜
光学 第一章 光的干涉 第二列光波分成的两列相干光，在 P 处的位相差与第一列光波相同，亦为 ，产生与 第一列相同的干涉强度分布，与第一列所产生的干涉，进行强度叠加。依此类推，得到一个 干涉花样。 其物理过程为：第一步是相干叠加，第二步是强度叠加（非相干）。 二．菲涅耳（Fresnel）双镜 9
光学第一章光的干涉 三。罗埃镜 暗点 - 反射光有半波损失 四.菲涅耳(Fresnel)双棱镜
光学 第一章 光的干涉 三．罗埃镜 四. 菲涅耳（Fresnel）双棱镜 10