Friday, April 25, 2014

light01 最大光照度所對應的波長λ 稱為峰波長,也就是一般我們口語所說的單色光波長。


最大光照度所對應的波長λ 稱為峰波長,也就是一般我們口語所說的單色光波長。


在峰波長左右兩側,光照度為最大值一半,所對應下來的兩個波長
2
λ

λ

Δ


2
λ

λ

Δ
+ ,其波長

Δλ 稱為譜線半峰值寬度,亦稱為譜線帶寬




同調


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實驗八:同調

光的同調(Coherence)可以分成兩個部分來討論,一個是時間同調(Temporal

Coherence),另一個是空間同調(Spatial Coherence)。同調的種類:


􀃂時間同調(Temporal Coherence):所謂Temporal Coherence(時間變數的同調性)指的是,

考慮兩波動時,固定空間座標使兩波動具備相同的空間座標軸,僅討論兩波動在運動

過程中所造成的時間變數差異。例如:Michelson Interferometer


􀃂空間同調(Spatial Coherence):所謂Spatial Coherence(空間變數的同調性)指的是,考

慮兩波動時,固定時間座標使兩波動具備相同的時間座標軸,僅討論兩波動在運動過

程中所造成的空間變數差異。例如:Young's Interference


􀃂時間與空間同調(Spatiotemporal Coherence




【補充】空間同調:


在討論時間同調時,是取不同頻率的光;而在討論空間同調時,我們則是取不同空間的

光疊加,來看他的明晰度V。假設兩道單色光振幅相同,偏振一致,其干涉的波動方程式為


I = I0 (1+ cosδ ),其中相位差


2 OPD π






δ


λ


= ⋅。當光源為完美點光源時,干涉強度如圖7,此時

在任何位置,明晰度都是1




(圖7)

當光源為2 個點光源時,合成波的強度如圖9,此時在任何位置的明晰度相同,但V <1。當

光源的大小越來越大,數量越來越多時,其合成波的明晰度會愈來愈小,直到V = 0




(圖8) (圖9)

同調


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(圖10) (圖11)

E1 = E01 cos(kz ωt +θ1)


2 02 2 E = E cos(kz ωt +θ )


1 2 E = E + E 01 1 02 2 = E cos(kz ωt +θ ) + E cos(kz ωt +θ )


0 = E cos(kz ωt +θ )





2 2 2


0 01 02 01 02 E = E + E + 2E E cosδ





1 01 1 02 2


01 1 02 2


tan sin sin


cos cos

E E


E E


θ θ


δ


θ θ


+




=


+

理想光源為單色點光源,但實際上光源會因為有限頻寬Δν 造成時間同調,和有限大小Δx



引起空間同調的問題。

一般我們所說的單色光,指的是有一定頻寬的光源。單色光在光譜圖中,其光照度與波長的

關係如下圖,最大光照度所對應的波長λ 稱為峰波長,也就是一般我們口語所說的單色光波長。




在峰波長左右兩側,光照度為最大值一半,所對應下來的兩個波長

2

λ


λ


Δ




2

λ


λ


Δ

+ ,其波長

Δλ 稱為譜線半峰值寬度,亦稱為譜線帶寬,Δλ 所對應的頻率差為色光的頻寬Δν





(圖)


同調


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光譜的譜線可以大致分類成


1、線光譜-譜線與譜線間間格明顯,譜線帶寬小於1nm


2、帶光譜-由一些譜帶組成,光譜帶寬為數nm


3、連續光譜-光譜沒有間斷,是連續的,不像線光譜是一條一條譜線組成。


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