光的干涉现象两束(或多束)光在相遇的区域内产生相干叠加,各点的光强不同于各光波单独作用所产生的光强之和,形成稳定的明暗交替或彩色条纹的现象,称为光的干涉现象。干涉原理注：波的叠加原理和独立性原理成立于线性介质中,本书主要讨论的就是线性介质中的情况.(1)光波的独立传播原理当两列波或多列波在同一波场中传播时，每一列波的传播方式都不因其他波的存在而受到影响，每列波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等）(2)光波的叠加原理在两列或多列波的交叠区域，波场中某点的振动等于各个波单独存在时在该点所产生振动之和。波叠加例子用到的数学技巧：A+iB=A2+B2AA2+B2+iBA2+B2=Ateiφt（2）eiφ1=ei[(φ12+φ22)+(φ12-φ22)]eiφ1=ei[φ12+φ22-(φ12-φ22)]注:叠加结果为光波复振幅的矢量和，而非强度和。分为相干叠加(叠加场的光强不等于参与叠加的波的强度和)和非相干叠加(叠加场的光强等于参与叠加的波的强度和).波叠加的相干条件干涉项：（1）（2）（3）相干条件：（干涉项不为零）（为了获得稳定的叠加分布）（为了使干涉场强不随时间变化）2.1.4干涉场的衬比度1.两束平行光的干涉场（学会推导）（1）两束平行光的干涉场干涉场强分布：亮度最大值处：∆φ=2mπ亮度最小值处：∆φ=(2m+1)π条纹间距公式∆x=λsinθ1+sinθ2空间频率：ƒ=1∆x（2）定义衬比度以参与相干叠加的两个光场参数表示：衬比度的物理意义1.光强起伏2.相干度完全相干完全非相干部分相干分波前干涉(1)普通光源特性发光断续性相位无序性各点源发光的独立性根源：微观上持续发光时间τ0有限。如果τ0无限，则波列无限长，初相位单一，振幅单一，偏振方向单一。这就是理想单色光。(2)两种方法分波前干涉（将波前先分割再叠加，叠加广场来自同波源具有相同初始位相）分振幅干涉（将光的能量分为几部分，参与叠加的光波来自同一波列，保证相位差稳定）2.2.2杨氏双孔干涉实验：两个球面波的干涉(1)杨氏双孔干涉实验装置及其历史意义光程差分析（要会推导）XZ(x,y)当Q位于Ｚ轴上时，R1=R2,则(3)干涉条纹分布(4)非近轴近似下的干涉条纹分布亮条纹和暗条纹在空间形成一系列双叶旋转双曲面。在平面接收屏上为一组双曲线，明暗交错分布。干涉条纹为非定域的，空间各处均可见到。(5)干涉条纹间距公式条纹间距：(６)干涉条纹的物理意义：光程差物理意义：1、干涉条纹代表着光程差的等值线。2、相邻两个干涉条纹之间其光程差变化量为一个波长l，位相差变化2π。2.2.3其它分波前干涉装置（了解，见PPT）2.2.4光源宽度对干涉场衬比度的影响（学会推导，记住图即可）扩展光源(extendedsourceoflight)具有一定的尺寸和体积大量非相干点源的集合多组干涉条纹的非相干叠加降低衬比度1两个分离点源照明时的部分相干场计算思路：i先分别求出两点光源在观察屏上的光强分布，关键是找到关系式。ii然后根据算得各点光源在观察屏上的光强分布iii由于两点光源非相干，所以总的光强分布可以直接由两者场强相加得到。（2）衬比度变化2线光源照明时的部分相干场计算思路：i用到1中结论，IA=I0(1+cos(2πƒx+2πƒ0x0))。并且有ii对整个线光源积分：衬比度变化：3面光源照明时的部分相干场计算思路与2接近，只是将线积分改为面积分。方孔光源与线光源照明时形式一样，区别在于方孔时常数项I0＝B(ab),线光源时，I0=Bb(3)圆盘光源积分不能得到解析式圆盘光源极限直径：2.2.5光场的时间相干性光源有一定谱线宽度是光源发光的断续性造成的。假设某一微观粒子辐射出的光波复振幅可表示为：则广播强度随频率的分布：当ω=ω0±∆ω2时，iω=0，∆ω=2πτ为该辐射光谱宽度。当τ取无穷大时，就对应理想单色光的情况；当τ较大以致∆ω≪ω0时，就称为准单色光由∆ω=2πτ，ω=2πν可得：这是一般情况下发光时间与谱线宽度的简单关系。方垒型谱函数下干涉场的衬比度准单色光持续发光时间有限，因而发射的波列长度是有限的，相邻波列之间相位关系是随机的。光场的空间相干性光场的空间相干性是指在光源照明空间中横向任意两点位置处的光场和之间的相干程度，其相干程度是由光源本身的性质决定的，可以通过干涉场的衬比度γ来定量描述和之间的相干程度。（1）相干孔径角：以孔径角表示衬比度的形式：(4)相干面积分波前干涉应