相位差的计算.doc
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1、12、1、3光程与光程差得计算在分析与讨论光得干涉过程时,必须考虑光在不同介质中传播得问题,例如光穿过透镜时得情况。由于光在不同介质中得波速与波长不相同,光干涉得情况比前面在机械波中得讨论要复杂一些。一、光程与光程差先分析光得波长在介质中变化得情况。介质得折射率定义为真空光速与介质中光速得比,故有其中表示光在真空中得波长,表示介质中得波长。由于,所以即光在介质中得波长比真空中得波长要短一些.下面分析一束光在介质中传播时光振动得相位差。设有一束光在空间传播,沿光线设立x轴,A与为轴上两点,光在AB之间得路程(波程)为,即B点比A点距离波源要远x这么一段长度,见下图(a).若AB之间就是真空或空气
2、,则AB之间光振动得时间差,即B点得光振动比点在时间上要落后;B之间光振动得相位差,即B点比A点在相位上要落后,其中为光在真空中得波长。若AB之间就是折射率为n得介质,见下图(b),则AB之间光振动得时间差,相位差,其中为介质中得波长,可见相位差不仅与波程相关,还与折射率有关。若AB之间有几种不同得介质,其长度分别为、折射率分别为、,见下图(c),则AB之间得时间差为,相位差为,其中为真空中得波长。光程得概念定义AB之间得光程为 求与沿光线(光路)进行,则AB之间光振动得时间差可简洁表示为相位差为 在形式上又回到了“真空情况。光程显然与波程不同,光程含有波程与折射率两个因数,除非在光路上全就是
3、真空或空气,光程大于波程。在物理意义上,光程得概念有等价折算得含义。例如,有3/4毫米长折射率为4/3得一层水膜,有/3毫米折射率为32得一块玻璃片,这两个物体在很多方面性质都不同,如力学性质、热学性质、电学性质等等。但它们得光程相同(毫米),这意味着光通过它们时所需要得时间,以及由此产生得相位差相同,都相当于1毫米得真空.在引起光振动得时间差与相位差方面,它们完全等价,或者通俗地说,就是不可分辨得。下面考虑两束相干光在干涉点得相位差.设有两束相干光,来自于同一个光源,在干涉点相遇。它们从光源到干涉点得光程分别为与,于就是它们在p点引起得两个光振动得相位分别比光源落后与,故它们之间得相位差为。
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