第二章第三节干涉条纹的可见度(精品).ppt

第三节第三节 干涉条纹的可见度干涉条纹的可见度 the visibility(contrast)of interference fringesK表征了干涉场中某处干涉条纹亮暗反差的程度。干涉场某点附近干涉条纹的可见度干涉场某点附近干涉条纹的可见度(Visibility,Contrast)定义：定义：1、若、若 I1=I2，IM=4A12=4I1（I2），），Im=0，则，则，V=1；2、若、若 I1 I2，IMIm，则，则，V=0。由此可知，相干叠加的两光由此可知，相干叠加的两光波光强不能相差太大。当波光强不能相差太大。当V 07时，条纹为可见状态。时，条纹为可见状态。讨论：讨论：影响干涉条纹可见度的主要因素是两相干光束的振幅比,光源的大小和光源的非单色性。一、两相干光束一、两相干光束振幅比振幅比 的影响的影响设计干涉系统时应尽可能使设计干涉系统时应尽可能使K=1,以获得最大的条纹的可见度以获得最大的条纹的可见度二、二、光源大小光源大小(宽度宽度)的影响和的影响和空间相干性空间相干性相干性（Coherence）相干性与干涉（Coherence&interference）xI多组条纹的叠加多组条纹的叠加实际光源总有一定的大小,通常称之为扩展光源.这时光源可以看作是许多不相干点源的集合.叠加后干涉条纹的可见度下降叠加后干涉条纹的可见度下降1、光源宽度 对条纹可见度的影响(扩展光源)Pr1r2OS1S2SS0 x1r2rSdxcdblDl1l2x1）光源的临界宽度：条纹可见度为0时的光源宽度2）光源的允许宽度：能够清晰地观察到干涉条纹时，允许的光源宽度(K=0.9)2、空间相干性（Spatial Coherence)若通过光波场横向两点横向两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。1S2xebcLDxS1Od调节调节调节调节d d的大小，观察什么时间条纹消失，此时的大小，观察什么时间条纹消失，此时的大小，观察什么时间条纹消失，此时的大小，观察什么时间条纹消失，此时满足满足满足满足d d ，测量测量测量测量d d，就可以计算出星体角直径，就可以计算出星体角直径，就可以计算出星体角直径，就可以计算出星体角直径 。12L L是望远物镜是望远物镜是望远物镜是望远物镜,D,D1 1和和和和DD2 2是两个光阑的阑孔中心是两个光阑的阑孔中心是两个光阑的阑孔中心是两个光阑的阑孔中心,M,M1,1,MM2,2,MM3 3和和和和MM4 4是反射镜是反射镜是反射镜是反射镜。三、光源三、光源非单色性非单色性 的影响和的影响和时间相干性时间相干性1、光源非单色性 对条纹可见度的影响1212为总的干涉条纹的光强分布由于波长范围内的每一波长的光均形成各自一组干涉条纹，由于波长范围内的每一波长的光均形成各自一组干涉条纹，而且各组条纹除零级以外，其它各级条纹互相间均有一定位移，而且各组条纹除零级以外，其它各级条纹互相间均有一定位移，所以各组条纹非相干叠加的结果会使条纹的可见度下降所以各组条纹非相干叠加的结果会使条纹的可见度下降（b）为 间各波长的光的干涉条纹随光程差变化讨论：相干长度相干长度(coherence length)：对于光谱宽度为（或k）的光源能够产生干涉的最大光程差，即相干长度.它与波列长度相一致。衡量单色性好坏的衡量单色性好坏的物理量是物理量是谱线宽度谱线宽度 0 0II0I0/2谱线宽度谱线宽度2、时间相干性(Temporal Coherence)相干时间 t：光通过相干长度所需的时间。时间相干性：若同一光源在相干时间t内不同时刻发出的光,经过不同的路径相遇时能够产生干涉，则称光的这种相干性为时间相干性。可得：本课内容回顾本课内容回顾2、振幅比与可见度的关系：3、光源宽度与可见度的关系4、光源单色性与可见度的关系5、名词解释：空间相干性、时间相干性、相干长度、相干时间、干涉孔径角1、可见度的定义