薄透镜不产生光程差到底应该怎么理解?

Question

薄透镜不产生光程差到底应该怎么理解?

Answer 1

S是放在透镜L主轴上的点光源,S’是透镜对S所成的实象.经过透镜中心与边缘的两条光线,其几何路程是不同的,边缘长,中心短.但透镜的折射率大于1,可以证明两者的光程是相等的.这就是薄透镜主轴上物点和象点之间的等光程性.
   
从光的波动观点来看,S发出球面波,波阵面是以S点为圆心的圆弧,通过透镜后,球面波的波阵面又逐渐会聚成以象点S’为圆心的圆弧.因为波阵面上各点具有相同的相位,所以从物点到象点的各光线经历相同的相位差,也就是经历相等的光程.
   
从上述分析可知,在干涉和衍射实验中,常常用薄透镜将平行光线会聚成一点,而不会引起附加的光程差,只能改变光波的传播方向.
①
经过主光轴的平行光汇聚到焦点,每条光线的光程相等.
② 经过副光轴的平行光汇聚到焦点,每条光线的光程相等.
③
经过副光轴的点光源发出的光汇聚到S’点,每条光线的光程相等.