
【化】 optical path difference
光程差(optical path difference)是波动光学中的核心概念,指两束光在传播过程中因路径不同而产生的等效真空路径差值。其英文全称为"Optical Path Difference",缩写为OPD,物理意义体现在光波相位变化的累积效应上。
从定量角度分析,光程差Δ的计算公式为: $$ Δ = n_1s_1 - n_2s_2 $$ 其中n代表介质折射率,s为几何路径长度。该公式解释了光在不同介质中传播时,实际相位延迟与等效真空路径的关系(来源:《光学原理》Max Born著)。
在工程实践中,光程差决定着干涉现象的形成条件。例如:
美国光学学会(OSA)的术语标准指出,精确控制光程差是现代精密测量技术的基石(来源:OSA Optics & Photonics Glossary)。在激光干涉测量、全息成像等领域,纳米级光程差控制直接影响测量精度。
光程差是光学中的核心概念,用于描述两束光传播路径差异对干涉、衍射等现象的影响。以下是综合多个权威来源的详细解释:
光程差指两束光传播过程中光程的差值。光程定义为光传播的几何路径长度与介质折射率的乘积,即: $$ L = n cdot s $$ 其中,( n )为介质折射率,( s )为几何路程。因此,光程差表达式为: $$ Delta L = L_2 - L_1 = n_2 s_2 - n_1 s_1 $$ (,)
相位差关系
光程差直接影响光的相位差。相位差与光程差的关系为:
$$
Delta phi = frac{2pi}{lambda} cdot Delta L
$$
其中,( lambda )为真空中波长。当光程差为波长整数倍时(( Delta L = mlambda )),发生相长干涉;为半整数倍时(( Delta L = (m+frac{1}{2})lambda )),发生相消干涉,。
波动光学基础
光程差将几何路径与介质性质(折射率)结合,是分析干涉、衍射等现象的关键参数,。
例如,在薄膜干涉中,若一束光在薄膜上表面反射,另一束穿过薄膜后在下表面反射,两束光的光程差为: $$ Delta L = 2nt costheta $$ 其中,( t )为膜厚,( theta )为折射角。通过干涉条纹可反推出薄膜厚度或折射率,。
如需进一步了解具体实验公式或应用案例,可参考光学教材或权威百科(如搜狗百科)。
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