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光程差原理

光程差(optical path difference)是指 兩束光在介 質中 傳播 時, 由於光速和介 質折射率的不同而 產生的光程之差。在 幾何光 學和波 動光 學中,光程差是 一個重要的物理量,它不 僅考 慮了光 傳播的 幾何距 離, 還整合了光波振 動性 質的 變化。通 過光程差,可以 計算出不同距 離和不同介 質中 傳播的 兩束光的相位差, 這 對於光的 干涉衍射 雙折射效 應等光 學 現象的研究具有重要意 義。

光程差可以通 過以下公式 計算:Δ = n*L2 - n*L1,其中n是介 質的折射率,L1和L2是 兩束光在介 質中走 過的距 離。在光的 干涉 現象中, 當光程差是光在真空中波 長的整 數倍 時, 會 產生相 長 干涉,即光 變 強;而 當光程差是光在真空中波 長的半整 數倍 時, 會 產生相消 干涉, 從而出 現明暗相 間的 干涉 條 紋。

此外,光程差原理也被 套用 於 雷射位移 感測器的 測量中,通 過 測量光 線 從 雷射 發射器射出 後到 達被 測物 體反射回 來的 時 間差,再根 據光在空 氣中的 傳播速度得出被 測物 體 與 雷射位移 感測器之 間的距 離。 這 種 測量原理的 準確性主要 與 時 間的 測量精度有 關,而 時 間的 測量又受到 感測器的 採樣 頻率和速度的影 響。

綜上所述,光程差是理解光 學 現象和 進行光 學 測量的重要基 礎概念。