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【大学物理】第五讲 干涉条纹的可见度 光场的时间相干性和空间相干性

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)
2
相干长度
三、光场的时间相干性
下面从波源的发光机制分析:
L
max
2
光源在同一时刻发的光分为两束后又先后到达某一观 察点,只有当这先后到达的时差小于某一值时才能在观察 点产生干涉。这一时差决定了光的时间相干性。
时间相干性的好坏,用一个波列延续的时间来衡量:
相干时间
0
L c
四、光源的线度对干涉条纹的影响和 光场的空间相干性
(2k 1) I I min I1 I2 2 I1I2 ;
干涉条纹可见度为:
2 V
I1I 2
2
I1 I2
I1 I2 1 I1 I2
二、光源的非单色性对干涉条纹的影响
x k D
d
当波长为 的第k级与波为 的第(k+1)级条纹重合时,
条纹的可见度降为零,即
k
最大光程差为:
若双缝之间的距离小于 dmax 时,则能观察到干涉条纹 更普遍的角度来解释:
空间相干性是描述在光波的波前上多大的横向范围内提 取出来的两个次波源是相干的。
空间相干性与光源的线度有关,光束窄的空间相干性好; 实验中常通过限制光束的宽度,来提高光场的空间相干性。
§1.5 光场的时间和空间相干性
一、干涉条纹的可见度
V I max I min I max I min
Imin 0 V 1 条纹清晰可见 I max I min V 0 条纹不可分辨
影响干涉条纹可见度大小的因素
20 10 2k
cos 1, I Imax I1 I2 2 I1I2 ;
图1-12
S ' 到 P0 的光程差为 r2 'r1 ' d
S 到 P0 的光程差为 0
2
d ' d
tg
2 r0
d ' r0 '
2d
若杨氏实验中用的扩展光源,其宽度为 d0 ' ,且 d0 ' 2d
对应的双缝之间最大距离
d max
r0 '
d
0
若双缝之间的距离等于或大于 dmax 时,则观察不到干涉条纹
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