• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      雙縫干涉實驗探討光波的相干性

      2018-09-13 05:35:46馬峰全梅策香
      咸陽師范學(xué)院學(xué)報 2018年4期
      關(guān)鍵詞:雙縫相干性光屏

      馬峰全,梅策香

      (咸陽師范學(xué)院 物理與電子工程學(xué)院,陜西 咸陽 712000)

      楊氏雙縫干涉實驗是Thomas Young于1807年提出的,它最早明確地確立了光的疊加原理,第一次用光的波動性解釋了干涉現(xiàn)象[1]。干涉、衍射現(xiàn)象是光波動性的重要體現(xiàn),各種光學(xué)教材中對雙縫干涉現(xiàn)象都有一定的分析,但限于篇幅,對干涉條紋可見度及光波的相干性論述較為概括,而對干涉條紋可見度的分析對光學(xué)干涉、衍射實驗有著重要的指導(dǎo)意義。文獻[2-5]給出了各自的見解。這些文獻主要是從光程差的角度入手,對條紋可見度作了更為細致地分析與計算,只有較少文獻[6-7]涉及到了頻譜分析。本文將從傅里葉光學(xué)的角度入手,對光波的相干性進行分析。

      圖1 楊氏雙縫干涉光路圖

      1 楊氏雙縫實驗

      如圖1所示,光源發(fā)出的光垂直照射在狹縫S0平面x0y0,由S0透射的光傳播到雙縫S1S2所在平面x1y1,經(jīng)過雙縫傳播到光屏平面xy,形成干涉條紋。圖1中,U(x0)是單縫平面后的光場分布函數(shù),U(x)、U(x1)、U'(x1)分別表示對應(yīng)平面的光場分布。如果入射光是普通光源產(chǎn)生的,單縫相當(dāng)于一個縫光源,提高出射光的相干性,出射光的相干性與縫S0的寬度有關(guān);如果入射光是相干性較強的激光,單縫就是一個衍射屏。在經(jīng)典的雙縫干涉實驗中,R?a,d,D?d,b。因此,光波在單縫平面x0y0到雙縫平面及雙縫平面到光屏平面x0y0的傳播可以等效為線性平移不變系統(tǒng)。

      2 雙縫平面光場及空間相干性

      假設(shè)入射光波為λ的單色平面光波垂直入射,由傅里葉光學(xué)[8]可知:

      雙縫平面x1y1光場分布如圖2。這是典型的夫瑯禾費單縫衍射圖像,縫S0的作用是將入射光波分解成不同傳播方向光強各不相同的子光波,光強最大的子光波與第二大子光波的光強比約為1:0.05,絕大多數(shù)能量集中在雙縫中心±之間。如果雙縫間距d恰好是,則光屏可見度為零。為了得到清晰可見的干涉條紋,應(yīng)保證雙縫獲得充分均勻的照明,即使雙縫光強不為零,如果雙縫光強過低,也不能得到直接可觀察條紋,一般雙縫處于中央最大半值寬度以內(nèi),才有清晰可見的條紋,否則觀察不到條紋。因此,當(dāng)d<時,才有清晰可見條紋。若雙縫間距d,則觀察不到條紋,說明雙縫的光場是不相干的。或者說雙縫間距固定不動時,單縫S0寬度a時,條紋可見度為零,說明在光傳播方向上橫向兩點的距離大于時,則該兩點的子光波是非相干。

      圖2 雙縫平面光場分布

      3 光屏平面光場及時間相干性

      3.1 光屏平面光場

      根據(jù)傅里葉光學(xué)中的標(biāo)量衍射理論[8]可得

      如果單縫S0的寬度a趨于零,則矩形函數(shù)rect可用δ函數(shù)替代

      圖3 理想條件下相對光強

      3.2 時間相干性

      圖4 光屏平面空間頻譜

      4 結(jié)論

      從傅里葉變換的角度出發(fā),通過雙縫干涉現(xiàn)象進行分析,得到雙縫干涉條紋間距,相對光強分布,與從光程差的角度計算分析得到的結(jié)論是一致的,從分析過程中,能更清晰的了解到結(jié)論成立的前提:不考慮雙縫縫寬度及光波的單色性。從光波空間頻譜的角度出發(fā)探討光波的相干性可以得到:當(dāng)擴展光源線度a>λR/d時,干涉條紋可見度為零;沿著光波傳播方向上兩點間距大于時,其發(fā)出的子波非相干的,條紋的可見度為零。為分析單縫寬度及雙縫寬度對干涉條紋的影響提供另外一種途徑。

      猜你喜歡
      雙縫相干性光屏
      光屏和蠟燭的移動問題解題策略
      光屏的作用
      雙縫實驗,薛定諤的貓,量子糾纏之思辨
      Kerr相互作用下量子相干性分布和量子信息流動
      狹縫寬度對雙縫后光場分布的影響
      物理與工程(2018年6期)2018-12-27 03:49:30
      聯(lián)合干涉相位和相干性幅度的極化干涉SAR最優(yōu)相干性估計
      乒乓球運動員在經(jīng)驗相關(guān)圖形識別中的腦電相干性分析
      用Matlab比較雙縫干涉和雙縫衍射
      量子相干性對耦合雙量子點全計數(shù)統(tǒng)計的影響
      去掉光屏在哪能看到像
      物理通報(2011年12期)2011-01-25 03:42:18
      鄂托克旗| 观塘区| 禄丰县| 永泰县| 桃源县| 泸水县| 平和县| 宁夏| 富蕴县| 炎陵县| 元氏县| 宜兴市| 巴里| 兰溪市| 密山市| 巴里| 石林| 邵阳市| 靖西县| 黔东| 海南省| 广河县| 巴南区| 呼伦贝尔市| 寿阳县| 都昌县| 永平县| 永州市| 汉川市| 保靖县| 哈巴河县| 政和县| 镇康县| 陕西省| 安阳市| 阿鲁科尔沁旗| 绵竹市| 阿图什市| 台湾省| 武胜县| 林口县|