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(共12张PPT)
光的相干性(Coherence of light)
2
(1) 热辐射
(2) 电致发光
(3) 光致发光
(4) 化学发光
能级跃迁
波列
波列长 L = c
非相干(不同原子发的光)
非相干(同一原子先后发的光)
.
.
(5) 同步辐射光源
(6) 激光光源
受激辐射
自发辐射
E2
E1
光的相干性(Coherence of light)
光源发光机制
光源的最基本发光单元是分子、原子
自发辐射
3
普通光源的原子自发发光，各原子相互独立地、
随机地发射光波阵列。不同原子所发出的波列
之间无固定的位相差。
每个原子持续发光时间有限τ,发射的波列有限长
杨氏实验离开屏中间越远，干涉条纹越模糊。
不同原子发出的光波之间的相干性
每个原子不同时间发出的光波之间的相干性
时间相干性
空间相干性
4
3-5-2 时间相干性(Temporal coherence)
原子发出有限长度的波列
平均长度 相干长度Lc (Coherence length)
S1
S2
P
Lc
r1
r2
r1-r2
图示：光程差和相干长度
干涉条纹出现的条件： 光程差 D < 相干长度Lc
光程差 Dc = 相干长度Lc时 干涉条纹刚刚消失
为何用单色光源？
5
Young’s 干涉中 ：
不同波长的条纹错开
和
波长差越大，错开越厉害；
光程差越大（干涉级数越高），错开越厉害
红光
蓝光
x
6
l1
l2
第k级条纹错开
7
总光强分布曲线
0级
1级
2级
-2级
-4级
-3级
3级
-1级
4级
各个波长光强分布曲线
x
8
l
l1
l2
I (l)
图示：光源的连续光谱
l2
l1
x
观察到的连续光谱的干涉条纹
9
条纹刚刚消失时的条件：
条纹错开间距：
l1
l2
x
第k级条纹错开
第k级条纹
的位置：
条纹周期
错开间距 ＝
（＝ ）
10
条纹刚刚消失时的光程差 ：
相干长度 ：
线频率
另一种形式
定义相干时间
11
一些常用光源的相干长度
光源
平均波长
线宽Dl
相干长度Lc
He-Ne激光
633nm
10-3~10-4nm
< 105mm
546nm
1nm
< 0. 3mm
白光
550nm
300nm
< 1um
高压汞灯
钠光灯
589nm
0.6nm
< 0. 6mm
12
狭缝S宽度的影响：
光源上不同点形成的干涉条纹相互错开，导致条纹对比度下降
从光源（或狭缝）上不同点发出的光波经S1和S2到达P点有不同的光程差。

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