§10.2 相干光 一、光源的发光特性 光源(light source)的最基本发光单元是分子、原子。 普通光源：自发辐射 波列：一个原子每一次发光只能发出一段长度有限、频率一定和振动方向一定的光波，这一段光称为一个波列。这一跃迁过程所经历的时间很短，约为10-8s。 一个原子发光是间歇的，不同原子发光是独立的 独立指前后发光间隔、频率、相位关系、振动方向和传播方向均独立。普通光由光源中许多原子发出的相互独立的波列组成。 2 激光光源：受激辐射 激光发出的波列完全相同。 3 光矢量 光一般指的是电磁波谱中可见光区域的电磁波；可见光波长范围：076－0.40(m。光密介质和光疏介质是由折射率划分的。 电场强度E和磁场强度H的同步振动构成了电磁波。电磁波中能引起视觉和使感光材料感光的原因主要是振动着的电场E。所以将我们关心的电场振动称为光振动，场强称为光矢量。若两束光的光矢量满足相干条件，则它们是相干光，相应的光源叫相干光源。 二、相干和非相干叠加 光波方程（波函数） 式中： E——任意时刻的电振动位移 Ф0——初相位 E0——电振动振幅 λ——光波波长 ω——圆频率 r——讨论点到原点距离 上式对应的光波是理想的平面简谐波，是一个无限长的余弦波。 光波的光强：光强即光波的能流密度 即 同频率的两列光波叠加 合振幅 相位差 合光强  称 为相干项。 1. 光的非相干叠加 因为两个非相干光源之间无固定的相位差，不固定，ΔФ随时间作随机变化，即以相同的概率取0－2п间的所以值，所以在一个周期内的平均值 其中相干项； 所以  或 证明： 2. 光的相干叠加 对于相干光源，ΔФ固定且与时间无关，仅是空间的函数， 所以  证明： 3. 相干光叠加后的光强 令  对应的波程差为，称为波程差。    综上所述：我们把能产生相干叠加的两束光称为相干光，相干叠加必须满足振动频率相同，方向相同，相位差恒定的条件。 相干条件：两相干光满足频率相同，振动方向相同，相位差恒定。 三、普通光源获得相干光的途径 普通光源发光特点：每个原子一次发光只能发出频率一定、振动方向一定而程度有限的光波（波列），即原子发光有无序性。所以同一个原子先后发出的波列之间、不同原子发出的波列之间都没有固定的相位关系，振动方向和频率也不尽相同，故两个独立的普通光源发出的光不是相干光。 普通光源：白炽灯、钠光灯、太阳等光源，是相对激光而言的。 1 分波阵面法 (method of dividing wave front)：从同一波阵面上取出两部分作为相干光源，即用分光束获得相干光；如杨氏实验等。 2 分振幅法(method of dividing amplitude)：将一普通光源上同一点发出的光，利用反射或折射等方法使它“一分为二”，沿两条不同的路径传播并相遇，这时原来的每一个波列都分成了频率相同、振动方向相同，相位差恒定的两部分，当它们相遇时，就能产生干涉现象。其原理是利用反射、折射把波面上某处的振幅分成两部分，再使它们相遇从而产生干涉现象。如薄膜干涉等。 四、干涉讨论的问题 1)相干光是谁 2)波程差(光程差)计算 3)条纹特点(形状、位置、分布、条数、 移动等) 4)光强公式、光强曲线