双缝干涉

普通光源发光机理

普通光源发光机理：激发态原子的自发辐射。

光波列：原子发射的光波是一段频率一定、振动方向一定、有限长的光波。

特点：间歇性、随机性

不同原子在同一时刻发出的波列各自独立。

波列越长，单色性越强。

相干光

相干条件：

• 振动频率相同
• 振动方向相同
• 相位差恒定

相干光的获得方法

获得相干光的基本原理：

根据普通光源的发光机理可知，我们只能通过某些装置将同一光源的同一部分发出的光，获得符合相干条件的相干光。

分波阵面法

同一波阵面上各点的振动具有相同相位。

如杨氏双缝实验。

分振幅法

一束光投射到两种介质分界面上时，一部分反射、一部分透射，光能就被分为两份或若干份，振幅同时被分成几份。

薄膜干涉实验，其中包括等倾干涉和等厚干涉，等厚干涉包括劈尖膜和牛顿环。

双缝干涉

$$\delta=r_2-r_1\approx dsin\theta \approx dtan \theta=\frac{xd}{D}$$

• 明纹

即相位差为$\pm2k\pi$，光程差$\delta$为$\pm k\lambda$。

$$\delta=\frac{xd}{D}=\pm k\lambda,\qquad k=0,1,2,...$$ $$\Downarrow$$ $$x=\pm k\frac{D\lambda}{d},\qquad k=0,1,2,...$$

• 暗纹

即相位差为$\pm(2k+1)\pi$，光程差$\delta$为$\pm (2k+1)\frac{\lambda}{2}$。

$$\delta=\frac{xd}{D}=\pm (2k+1)\frac{\lambda}{2},\qquad k=0,1,2,...$$ $$\Downarrow$$ $$x=\pm (2k+1)\frac{D\lambda}{d},\qquad k=0,1,2,...$$

特点：

• 两明条纹或暗条纹的间距为$\Delta x=\frac{D\lambda}{d}$，所以干涉条纹等间距分布。
• 条纹平行，相邻明纹的间距是暗条纹的宽度。
• 中间级次低。

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作者：@臭咸鱼

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