05-18-01 光的干涉 光强度
对于两列光波在空间重叠的区域内各点所引起的光振动,若叠加所得的合振动具有恒定的振幅,则将稳定地呈现出加强和减弱的明、暗图样,这就是光的干涉现象。
若两列波满足频率相同、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的相干条件,这两列波就是相干波。他们在空间的重叠区域内各点相遇时,将发生干涉现象。
光波是电磁波,传播着交变的电磁场,即场矢量和的传播。在这两个矢量中,对人的眼睛或感光仪器等起作用的主要是电场矢量。因此,将矢量称为光矢量或电矢量。光强度取决于在一段观察时间内的电磁波能流密度的平均值,其值与光振动的振幅平方成正比。取比例系数为1,则 光强
相干光必须满足的条件:光振动的频率相同,振动方向相同,相位相同或相位差保持恒定。
相干光源 ,发出的光,其光振动表达式分别为 传到点时,相应的光振动表达式分别为
两个光振动在点叠加后,其合成光振动表达式为
其中,振幅为
两列光波在点的波程差 , 故相位差为
合成光强度
若 则 当 光强极大,即
当 光强极小,即
为了表示干涉图样明暗反差,引入可见度概念。设可见度为V ,则定义
当 时,, , 条纹明暗对比鲜明。
当 时, , 条纹明暗对比较差。
为了获得清晰的干涉图样,两束相干光波的光强度应力求相等或接近于相等。这是对光的干涉所提出的另一个要求。 请看光强分布曲线,以及干涉图样。