工程光学第3版）教学课件ppt作者郁道银谈恒英10-4课件.pptVIP

本课内容回顾 1、波的叠加原理 2、两个频率相同、振动方向相同的单色光波叠加 3、驻波（频率同、振动方向同、传播方向相反） 4、两个频率相同、振动方向垂直的单色光波叠加 5、光学拍（小频率差、振动方向同、传播方向同、振幅同） 6、相速度和群速度 * 第四节 光波的叠加 (Superposition of waves)  2、波的叠加原理： 几个波在相遇点产生的合振动是各个在该点产生振动的矢量和。（p201) 1、波的叠加现象 一、波的叠加原理 3、注意几个概念： ? 叠加结果为光波振幅 的矢量和，而不是光强 的和。 ? 光波传播的独立性：两个光波相遇后又分开，每个光波仍然保持原有的特性（频率、波长、振动方向、传播方向等）。 ? 叠加的合矢量仍然满足波动方程的通解，式（10－20）。一个实际的光场是许多个简谐波叠加的结果。 二、两个频率相同、振动方向相同的单色光波的叠加 （一）三角函数的叠加 S1 S2 （二）复函数的叠加 （三）对叠加结果的分析：（主要对象为合成的光强） 说明 1、因为 ，光强是位置的函数； 2、只要光源的初位相不变就会在光波叠加区域里形成强弱稳定的光强分布－－干涉现象。 3、相干光波和相干光源。  三、驻波(Standing Wave) 在波的传播路径上，对于介质不同点有不同振幅 两个频率相同、振动方向相同而传播方向相反的单色光波的叠加将形成驻波。垂直入射的光波和它的反射光波之间将形成驻波。 入射波 反射波 四、两个频率相同、振动方向垂直的单色光波的叠加 合振动的大小和方向随时间变化，合振动矢量末端运动轨迹方程为： 2a 1 2a 2 Ey Ex y 右旋光与左旋光 1、右旋光：迎着光的传播方向观察，合矢量顺时针方向旋转。 2、左旋光：迎着光的传播方向观察，合矢量逆时针方向旋转。 椭圆形状和旋向的分析：( ) （图10-30） Ey Ex 3π/2δ2π Ey Ex δ=0 Ey Ex 0δπ/2 Ey Ex δ=π/2 Ey Ex π/2δπ Ey Ex δ=π Ey Ex πδ3π/2 Ey Ex δ=3π/2 五、光学拍 （合成光波的强度随位置和时间而变化的现象） 光学拍是由两个频率接近、振幅相同、振动方向相同且在同一方向传播的光形成的。（图10－32） A lm 合成波的强度随时间和位置而变化的现象称为拍。其频率称拍频 （Beat frequency）。 拍频的应用：利用已知的一个光频率w1，测量另一个未知的光频率w2。 六、群速度和相速度 1、相速度（Phase velocity） ：等位相面传播的速度 z 或 t 2、群速度(Group velocity)：等振幅面传播的速度 z 或 t 在真空中传播时，波速相同，相速度和群速度相等。 在色散介质中传播时，不同频率的光波传播速度不同，合成波形在传播过程中会不断地变化，相速度和群速度便不同了。 *