物理专业英语翻译134-140

物理专业英语134-140 09027202 张立帅 用2?v,c=2?,入(入是真空中波长)代替w,c 相位差的表达00 式可写成δ=2??/入，这里的?=n2s2-n1s1=L2-L1(6.4)称为光程0 差。6.3式表明如果光程差是真空中波长的整数倍，那么δ是2?的整数倍。在P点的振荡产生的波浪发生在相同阶段。6.5式是干涉最大的条件，即相益干涉。 如果?等于真空中波长的半整体数量，那么δ=(2m+1)?，光波在P点叠加，6.6式为干涉最小的情况，即相消干涉。让我们考虑从光源S1和S2发出了两束圆柱相干波通过平行细发光纤维或窄缝的现象。该地区在这些重叠称为干扰场，在这整个区域，这些观察交替地具有最大和最小强度的光，如果我们在屏幕上干涉，我们将看到会形成明暗相同的条纹。 让我们计算这些条纹的宽度，假设该屏幕平行于通过光源S1S2的平面。我们描述的立场，屏幕上的一个点的坐标测量的方向成直线S1和S2，在S1和S2对称点相对的点开始读数我们应考虑光源的广 222222波在同一阶段，6.2节表明S1=l+(x-d/2)，S2=l+(x+d,2)因此22S2-S1=2xd。它建立于能获得可区分的干涉图形光源间的距离d。必须远小于到屏幕的距离l，形成干涉条纹的限制距离也要远小于l。在这些情况下，我们可以假设S2+S1?2l，所以S2-S1=xd?l。S2-S1乘以介质的折射率n，我们得到?=nxd/l(6.7)。当?等于6.5式中的值，可得x=?ml入/d，这里入=入/n是光在光源与屏幕之间的介max0 质的波长。 将6.7式中的?值代入6.6式。我们得到最小距离x=?(m+0.5)minl入/d(6.9)我们称这个距离为两相邻强度极大的干涉条纹间的距离和两相邻强度极小的干涉条纹的宽度。条纹间的距离可以从6.8、6.9式得到。相同强度的条纹的宽度为?x=l入/d(6.10)根据6.10式条纹间的距离随着光源间的距离d减小而增大，如果d和l差不多，那么在条纹间的距离将和 入 相等，换言之就是几十微米，在这种情况下，区分条纹是完全不可能的。所以，以上提及的情况的前提是d《l。 如果干涉波的强度相等(I=I=I)根据6.2式由此在某一点产120 生的相位差为?的光强可表示为I=2I(1+cosδ)=4I 由于δ正比于00 ?，那么依照6.7式δ正比于x，因此，6.2式表示I沿屏幕的强度的变化是根据条纹的平方，根据单色光所得的x干涉条纹的宽度和间距取决于波长 入，当x=0时，所有波长的最大值将只出现在中心，随着中心到样点的距离的增大不同波长的最大值将从一个地方移到另一个地方，而且越来越多。用测量出的?x和已知量l，d代入(6.10)式可得 入 的值。我们考虑两个柱形波的干涉，让我们看看两个平面波的叠加，假设这两个波具有相同振幅，并沿角度为2α的方向传播(图6.3示)我们认为光的波动方向垂直于该平面，波矢量kk在1，2平面上并有相同的大小k=2?,入，让我们写出波的方程: Acos(wt-k?r)=Acos(wt-ksinφ?x-kcosφ?y) 1 Acos(wt-k?r)= Acos(wt+ksinφ?x-kcosφ?y) 2 坐标点(x，y)的波动合成形式 Acos(wt-ksinφ?x-kcosφ?y)+ Acos(wt+ksinφ?x-kcos φ?y)=2Acos(ksinφ?x)cos(wt-kcosφ?y)(6.11) 该方程在某些特定点可写为:ksinφ?x=?m?(m=0,1,2„)该波振幅为2A，当ksinφ?x=?(m+0.5)?时，波幅为0.无论取垂直于y轴的Sc屏哪个位置，我们均能观察到相干光产生的暗条纹平行于z轴(垂直于平面的轴)极大值的坐标可示为x=?m?/ksinφ=max ?m?/2sinφ(6.12)波动的相位取决于观察屏所在的位置(在坐标轴y上)(见6.11式) 我们作相干波初相为0的简单假设，如果相位差不为0，则在6.12式中将出现连续的加数，在屏幕上有一些条纹移动。 6.2 相干 相干是表示并列的几个波动或波相干变化的过程。我们介绍两列波的相干程度。时间和空间的相干是有区别的，我们开始讨论时间的相干;相干的过程描述了前面的理想的部分，这个过程确定是更复杂的。单频波表示为:Acos(wt-kr+α)式中A，w，a是常数，这是一个抽象的概念，一列实际的波是所有可能频率(或波长)波动的叠加。 光还被认为是单色的频率间隔?w是限定的，另外波幅A和相位a随时间而连续的任意的变化，因此，两列相干光波的叠加，波光产生一个确定的空间。有如下所示的改变规律A(t)cos[w(t)t +α11(t)],A(t)cos[w(t)t +α(t)](6.13)函数A(t),w(t)，α122211(t),A(t),w(t), α(t)是绝对独立的。 1222 为了简化起见，我们假设振幅A，A是固定的，频率相位的变化。12 只能引起相位或者频率的变化，写成下列函数f(t)=Acos[w(t)t+α (t)](6.14)在这种形式中f(t)=Acos{wt+[w(t)-w]t+α(t)}w是频000率一个确定的平均值，引入记号[w(t)-w]t+α(t)=α’(t)式(6.14)0 可写成f(t)=Acos[wt+ α’(t)](6.15)我们得到了一个只关于波动0 相位任意变化的函数，另一方面，了在数学上是一个不协调的函数，如(6.14)式相当于频率限制在一定间隔?w内(见式6.16) 因此，考虑相干事件，有两种途径:“相位”和“频率”。用相位的方法，假设式(6.13)中，频率w，w满足条件，w=w=(常数)，1212现在让我们找出相位α，α的改变产生的影响，据(6.2)式和我们12 的假设光(给定点可由I=I+I+2?IIcosδ(t)当δ(t)=δ(t)12122-δ(t) 来决定)该公式中的最后一项被称为干涉条件 1 一种仪器被用于观察干涉图样(金属环，摄影感光板等)有确定的惯量。在这种联系中，它显示图样的平均时间间隔t需要对仪器进行调节，如果时间t的因子cosδ(t)取-1到1之间。干涉条件的平均大小将为0.因此，仪器发出的强度等于他在给定点产生每一个单独的干涉强度之和是不存在的。我们只能承认光是不连续的。 如果在时间t之内，即使cosδ(t)的值基本保持连续，但instr 仪器探测出干涉，所以必须承认是相干波。 从上面内容可以得出连贯性是相对的概念: 使用一台仪器观测2波像连贯的(惯量低)用另一台仪器又可以观测出不连贯(惯量高)。波的连贯性的特点是引入相干时间t内，coh一个振荡波，当它还是时，忘记它的初始状态，变成不连贯的。