说白光干涉仪最重要的三个物理量那就是一、什么叫相干(Coherence)为什么激光可以一直干涉而白光只能在很短距离干涉原因就在于两束光还能不能保持稳定的相位关系。例如第一束光 E1Acos⁡(ωt)第二束光 E2Acos⁡(ωtϕ)如果 ϕ 30度永远不变那么干涉条纹永远稳定这就是完全相干今天 ϕ20度下一瞬间 170 度再下一瞬间 80 度一直乱跳。那么CCD积分以后亮暗全部平均掉。于是没有条纹。因此相干就是二、为什么白光不能长期保持相位因为白光不是一种波长。而是很多波长组成每一种颜色频率不同。传播以后相位变化速度不同。三、推导1、单色光1.1、平面光波电场基础表达式沿空间传播的单色平面光波电场物理含义光每向前传播距离 z相位会滞后 kz。1.2、模型设定干涉参考光 vs 测量光1.3、相位差公式两束光同一时刻的相位差核心结论光程差直接决定相位差。光走的路程差越大相位错开越多。1.4、干涉光强推导两束光振幅相等 A1A2A光强和电场振幅平方成正比物理含义拆解2、白光白光不是一个波长而是很多波长所以要积分。每一个波长都有自己的干涉于是整个白光就是示意图如下这张图重点表示白光不是一个波长而是很多波长每个波长各自干涉再积分叠加成总光强。3、为什么会出现包络先说结论包络所有波长共同相干程度4、相干长度到底是什么相干长度 还能保持明显干涉的最大光程差⚠️ 极易混淆的关键点它不是单束光传播的距离而是两束发生干涉的光两者路程最多可以相差多少。即宽光谱光源白光含有无数波长光程差 Delta L0所有波长干涉明暗位置对齐干涉对比度最高慢慢增大光程差 Delta L红、绿、蓝不同波长的干涉条纹互相错开整体干涉强度的包络曲线逐步下降人为定一个判定标准常用包络振幅降到最大值的 1/e 或者 50%达到该标准时对应的光程差就是相干长度 Lc如果 Delta LLc不同波长干涉项大面积抵消看不到清晰干涉条纹。一句话区分误区❌ 错误理解光最多能传播 Lc 远✅ 正确理解两束光路程差值不能超过 Lc光本身可以传播很远只要两路光路程差不大依旧可以干涉。5、公式推到假设中心波长 λ0​谱宽 Δλ对应 频率进行微分因此频率带宽