可见度(对比度、衬比度)的定义:
§ 17-7 干涉条纹的可见度
m i nm ax
m i nm ax
II
IIV
?
??
I
???2 ?40 ?6?2??4??6? ?8
minImaxI
2 1I I?
212 II
1.干涉条纹的可见度
21m i nm a x 4 IIII ??
)(2 21m i nm a x IIII ???
)(2
4
21
21
II
IIV
?
??
12
12
/1
/2
II
II
?
?
I1=I2时,条纹的可见度最大,V=1;
I1与 I2相差越大,可见度越低。
????? c o s 2 2121 IIIII
干涉条纹的可见度
I
???2 ?40 ?6?2??4??6? ?8
0m in ?I
maxI
0 2 12I I I? ?
02I 021
III ??
1?V
I
???2 ?40 ?6?2??4??6? ?8
minImaxI2 1I I?
212 II
21 II ?
10 ?? V
I
???2 ?40 ?6?2??4??6? ?8
minImaxI2 1I I?
212 II
21 II ??
1??V
干涉条纹的可见度
2,光的非单色性对条纹可见度的影响
普通单色光源发出的光,是有一中心波长 ?及谱线
宽度 ??的准单色光,其最终干涉条纹是各种波长成分的
干涉条纹的非相干叠加。设每一波长成分干涉条纹的
可见度都为 1,最终干涉条纹的强度分布可示意于下:
2/?? ??
6x
I
1x 2x 3x 4x 5x 7x x 2/?? ??
合光强
对于非单色光,当波长为 ?-??/2 的第 (k+1)
级明纹和波长为 ?+??/2 的第 k级明纹正好重合
时,条纹的可见度降低,从而看不到干涉条纹,
此时的最大光程差称为相干长度。
)2/()2/)(1( ????? ??????? kkm
可得
?
?
??k
?
??
??
2
m
光的非单色性对条纹可见度的影响
2.1 相干长度 ?m
光源的相干长度可以用下述原子发光的机理来说明 。
1b
2b
1a
2aS 1S
2S
1P
1a
2a
2b
1b
S 1S
2S
2P
光程差小于波列长
度, 同一波列相干叠加
光程差大于波列
长度,同一波列不能相遇
2.2 时间相干性
光的非单色性对条纹可见度的影响
3.光源的宽度对条纹可见度的影响
A 1S
2S
BO
AO
OBC
DL
w
双缝干涉实验的光源是面光源时, 可把面
光源看做是许多与缝平行的线光源组成, 每个
线光源的光都在屏上产生一套干涉条纹, 总的
条纹强度是各套条纹的非相干叠加 。
光源 C,A、
B的中央明纹分
别位于 O点, OA
点和 OB点
如图:
若光源 A产生的
第一级暗纹正好位
于 O点, 则整个干
涉条纹因相互错开
而变得完全模糊 。
A 1S
2S
BO
AO
OBC
DL
w
离面光源中心 C 越远的线光源, 其干涉条
纹相对 O 点上下移动越多 。 随着光源宽度的增
加, 条纹可见度下降 。
光源的宽度对条纹可见度的影响
I
xAO BO
maxI
minI
I
xAO BO
maxI
minI
光源宽度
较小,条
纹可见度
较高
光源宽度
增大,条
纹可见度
下降
光源的宽度对条纹可见度的影响
I
xAO BO
maxI
minI
光源宽度继续增大,当光源 A,B产生的暗纹与
光源 C产生的中央明纹重合时,条纹可见度降为零。
理论计算出光源的极限宽度为,d
Lw ??
0
实际上取光源的极限宽度为:
d
Lw ?
4
1?
光源的宽度对条纹可见度的影响
I
xAO BO
maxI
minI
光源宽度继续增大,当光源 A,B产生的暗纹与
光源 C产生的中央明纹重合时,条纹可见度降为零。
理论计算出光源的极限宽度为,d
Lw ??
0
实际上取光源的极限宽度为:
d
Lw ?
4
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光源的宽度对条纹可见度的影响