《光学》课程教学资源（课件讲稿）第二章 波动光学基本原理 第三节 波的叠加和波的干涉 第四节 两个点源的干涉

Optics第二章波动光学基本原理第三节 波的叠加和波的干涉

第二章 波动光学基本原理 第三节 波的叠加和波的干涉

Optics第三节波的叠加和波的干涉3.1波的叠加原理3.2波的干涉和相干叠加条件3.3普通光源发光的微观机制和特点1.4干涉的反衬度

第三节 波的叠加和波的干涉 3.1 波的叠加原理 3.2 波的干涉和相干叠加条件 3.3 普通光源发光的微观机制和特点 1.4 干涉的反衬度

Optics3.1波的叠加原理

3.1 波的叠加原理

Optics3.1波的叠加原理粒子的碰撞MS-若是粒子相遇，则将发生碰撞，各自的状态和路径都将发生改变

3.1 波的叠加原理 粒子的碰撞 若是粒子相遇，则将发生碰撞，各自的状态和路径都将发生改变

Optics3.1波的叠加原理1.波的独立传播定律当两列（或多列）波同时存在时，在它们的交叠区域内，其传播互不干扰。光波在真空中总是独立传播的，而在媒质中，有时会违反独立传播定律，出现“非线性”。变色玻璃

3.1 波的叠加原理 1. 波的独立传播定律 当两列（或多列）波同时存在时，在它们的交叠区域内， 其传播互不干扰。 光波在真空中总是独立传播的，而在媒质中，有时会违反 独立传播定律，出现“非线性” 。 变色玻璃

Optics3.1波的叠加原理2.波的叠加原理一E交叠区域内每个点的振动是各列波单独在该点产kN生振动的量线合振动E性叠加，表述为NWU(p,t) =U(p,t)+U,(p,t)+:E2振动在相遇点的叠加

3.1 波的叠加原理 2. 波的叠加原理 交叠区域内每个 点的振动是各列 波单独在该点产 生振动的矢量线 性叠加，表述为 1 k 2 E1 k E2 合振动 E 振动在相遇点的叠加     U( p,t) U1 ( p,t) U2 ( p,t) 

Optics3.1波的叠加原理3.波的线性叠加原理成立的条件传播介质为线性介质。（非线性介质：太阳镜的变色玻璃）振动不太强。在振动很强烈时，线性介质可能会变为非线性的，出现非线性效应。（随着激光的出现蓬勃发展）注意要点：不是强度的叠加，也不是振幅的简单相加，而是振动矢量（瞬时值）的叠加。对于电磁波，就是电场强度（电场分量，光失量）、磁场强度的叠加

3.1 波的叠加原理 3. 波的线性叠加原理成立的条件  传播介质为线性介质。（非线性介质：太阳镜的变色玻璃）  振动不太强。在振动很强烈时，线性介质可能会变为非线性 的，出现非线性效应。（随着激光的出现蓬勃发展）  注意要点：不是强度的叠加，也不是振幅的简单相加，而是 振动矢量（瞬时值）的叠加。  对于电磁波，就是电场强度（电场分量，光矢量）、磁场强 度的叠加

Optics3.2 波的干涉和相干加条件对于同频率、同振动方向的单色光A：代数法:瞬时值叠加V2(P) = A(P)cos[ot -P,(P))y(P) = A, cos[ot - P(P)]合振动y =yi +y2= A(P)cos[のt -@(P)]振幅A(P)= A? + A +2AA cos(P2 -)A(P)sin (P)+ A(P)sin P2(P)相位tanβ(P) =A (P)cos @(P)+ A(P)cos@,(P叠加之后，仍然是原频率的定态光波

对于同频率、同振动方向的单色光 A．代数法:瞬时值叠加 1 1 1    ( ) cos[ ( )] P A t P   2 2 2    ( ) ( )cos[ ( )] P A P t P    1  2 2 2 2 1 2 1 2 2 1 A P A A A A ( ) 2 cos( )       1 1 2 2 1 1 2 2 ( )sin ( ) ( )sin ( ) tan ( ) ( )cos ( ) ( )cos ( ) A P P A P P P A P P A P P         合振动  A P t P ( )cos[ ( )]   振幅 相位 叠加之后，仍然是原频率的定态光波 3.2 波的干涉和相干叠加条件

Optics3.2波的干涉和相干叠加条件定态光波叠加的方法相位处处相同相位处处相反4=甲 +甲叠加之后的振动取决于两列波的相位差对于同频率、，同振动方向的单色光1.振幅矢量图解法2.复数法

3.2 波的干涉和相干叠加条件 定态光波叠加的方法 对于同频率、同振动方向的单色光 1. 振幅矢量图解法 2. 复数法 =+   相位处处相同 相位处处相反 叠加之后的振动取决于 两列波的相位差 =+

Optics3.2波的干涉和相干叠加条件由瞬时值引出的失量方法y(P) = A(P)cos[Q(P)-ot] y,(P) = A(P)cos[@,(P)-ot)W =Vi +2 = A(P)cos[p(P)-のt)A(P) = A? + A +2AA cos(P2 -)合振动的振幅与两列波的振幅之间满足余弦公式P2 -

3.2 波的干涉和相干叠加条件 由瞬时值引出的矢量方法 • 合振动的振幅与两列波的振幅之间满足余弦公式 2 2 2 1 2 1 2 2 1 A (P)     A A A 2 co A s(  ) 1 1 1    ( ) ( )cos[ ( ) ] P A P P t   2 2 2    ( ) ( )cos[ ( ) ] P A P P t      1  2  A P P t ( )cos[ ( ) ]     2 1  A A1 A2