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光程

物理学术语

光程是一个折合量，可理解为在相同时间内光线在真空中传播的距离。在传播时间相同或相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。在数值上，光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。

定义
光波在同一种介质传播时，波长始终不变。当光波在不同介质中传播时，光波的波长随介质的不同而改变。为了方便计算相干光在不同介质中传播相遇时的相位差，需要引入光程概念。
设频率为 的单色光，在真空中传播时的波长为 ，传播速度为 ，且 。单色光的传播速度在不同介质中不同，设在折射率为 的介质中传播速度为 ，则有 ，在该介质中的波长为 。这说明单色光在折射率为的介质中传播时，其波长为其在真空中传播波长的 行倍。
若光在介质中传播的距离为 ，则其相位的变化为：
式中表明单色光在折射率为的介质中传播 距离产生的相位变化与在真空中传播 产生的相位变化相同。于是把光在介质中传播的几何路程 与该介质折射率 的乘积定义为光程，即有：
当单色光连续经过几种不同介质时，其光程为：
光程差
如图1所示， 为初相位相同的两相干光源，由 出射的两束光分别经过折射率为 的介质，传播‘ 距离后在P点相遇，其相位差为：
(1)
其中 和 分别为单色光在折射率 的介质及真空传播的波长。式(1)表明，引入光程概念后，计算通过不同介质相干光的相位差时，可统一采用真空中的波长。设光程差 ，式(1)可以写为：
(2)
由式(1)和式(2)得到：
(3)
(4)
当光程差满足式(3)时，两束光在P点干涉相长，光强最大。当光程差满足式(4)时，两束光在P点干涉相消，光强最小。可见，利用光程和光程差概念，研究相干光在不同介质中传播时的干涉现象非常方便。
透镜的等光程性
干涉，衍射实验常用透镜汇聚平行光，以下简单介绍平行光通过透镜的等光程性，如图2所示为透镜成像光路图，由几何光学可知，在空气中平行光通过透镜后将汇聚到透镜的焦平面F点形成亮点。由波动光学的观点看同一光波面上A,B,C,D,E各点光线相位相同，到达焦平面F处依然相位相同，因干涉相长形成亮点。由此可以得到，从波面上各点到透镜的焦平面F点，各光线经过的光程相等，称为透镜的等光程性。故光通过薄透镜时，不会引起附加光程差。即：计算光程差时，不用考虑透镜的影响。
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