
【化】 optical path difference
光程差(optical path difference)是波動光學中的核心概念,指兩束光在傳播過程中因路徑不同而産生的等效真空路徑差值。其英文全稱為"Optical Path Difference",縮寫為OPD,物理意義體現在光波相位變化的累積效應上。
從定量角度分析,光程差Δ的計算公式為: $$ Δ = n_1s_1 - n_2s_2 $$ 其中n代表介質折射率,s為幾何路徑長度。該公式解釋了光在不同介質中傳播時,實際相位延遲與等效真空路徑的關系(來源:《光學原理》Max Born著)。
在工程實踐中,光程差決定着幹涉現象的形成條件。例如:
美國光學學會(OSA)的術語标準指出,精确控制光程差是現代精密測量技術的基石(來源:OSA Optics & Photonics Glossary)。在激光幹涉測量、全息成像等領域,納米級光程差控制直接影響測量精度。
光程差是光學中的核心概念,用于描述兩束光傳播路徑差異對幹涉、衍射等現象的影響。以下是綜合多個權威來源的詳細解釋:
光程差指兩束光傳播過程中光程的差值。光程定義為光傳播的幾何路徑長度與介質折射率的乘積,即: $$ L = n cdot s $$ 其中,( n )為介質折射率,( s )為幾何路程。因此,光程差表達式為: $$ Delta L = L_2 - L_1 = n_2 s_2 - n_1 s_1 $$ (,)
相位差關系
光程差直接影響光的相位差。相位差與光程差的關系為:
$$
Delta phi = frac{2pi}{lambda} cdot Delta L
$$
其中,( lambda )為真空中波長。當光程差為波長整數倍時(( Delta L = mlambda )),發生相長幹涉;為半整數倍時(( Delta L = (m+frac{1}{2})lambda )),發生相消幹涉,。
波動光學基礎
光程差将幾何路徑與介質性質(折射率)結合,是分析幹涉、衍射等現象的關鍵參數,。
例如,在薄膜幹涉中,若一束光在薄膜上表面反射,另一束穿過薄膜後在下表面反射,兩束光的光程差為: $$ Delta L = 2nt costheta $$ 其中,( t )為膜厚,( theta )為折射角。通過幹涉條紋可反推出薄膜厚度或折射率,。
如需進一步了解具體實驗公式或應用案例,可參考光學教材或權威百科(如搜狗百科)。
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