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9.1-2光的干涉.ppt
当光线垂直入射时 当 时 当 时 解 (1) 例 一油轮漏出的油(折射率 =1.20)污染了某海域, 在海水( =1.30)表面形成一层薄薄的油污. (1) 如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油层呈什么颜色? (2) 如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油层呈什么颜色? 绿色 (2) 透射光的光程差 红光 紫光 紫红色 镜头颜色为什么发紫? 增透膜和增反膜 取 (增强) 氟化镁为增透膜 利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率 .为了增加透射率 , 求照相机上氟化镁膜的最小厚度. 已知 空气 ,氟化镁 , 减弱 解 则 2 3 玻璃 S M 劈尖角 1.劈 尖 明纹 暗纹 四 薄膜干涉(等厚) 劈尖干涉 (明纹) (暗纹) 讨论 1)劈尖 为暗纹. 3)条纹间距(明纹或暗纹) 2)相邻明纹(暗纹)间的厚度差 劈尖干涉 每一条纹对应劈尖内的一个厚度,当此厚度位置改变时,对应的条纹随之移动. 4 )干涉条纹的移动 例 1 有一玻璃劈尖 , 放在空气中 , 劈尖夹角 , 用波长 的单色光垂直入射时 , 测得干涉条纹的宽度 , 求 这玻璃的 折射率. 解 2)测膜厚 1)干涉膨胀仪 劈尖干涉的应用 空气 3)检验光学元件表面的平整度 4)测细丝的直径 * 光是一种电磁波 平面电磁波方程 真空中的光速 可见光的范围 光矢量 用 矢量表示光矢量, 它在引起人眼视觉和底片感光上起主要作用 . 第九章 波动光学 丰富多彩的干涉现象 水膜在白光下 白光下的肥皂膜 第一节 光的干涉 蝉翅在阳光下 蜻蜓翅膀在阳光下 白光下的油膜 肥皂泡玩过吗? 等倾条纹 牛顿环(等厚条纹) 测油膜厚度 平晶间空气隙干涉条纹 9.1.1相干光 一、光波的干涉条件: 振动方向相同,频率相同,位相差恒定 相干条件 两列波必须: 相长干涉 相消干涉 振动方向相同,频率相同,位相差2kπ 振动方向相同,频率相同,位相差(2k+1)π 二、相长相消的判据 据波的相位传播公式 相长 相消 两个相同相位出发的两列波 x1 x2 三、普通光源的发光特点 一个原子两次发光随机 不相干 两个原子同时发光 也不相干 随机 间歇 大量原子随机发光,彼此不满足相干条件 四、从普通光源中获得相干光的原则 从一个原子一次发光中获得 一个波列 一个光子 基本方法 先分光 然后再相遇 分波面法 分振幅法 ?分波面法: 从一次发光的波面上取出几部分 再相遇 满足相干条件 相遇区 分束装置 ?分振幅法: 一支光线中分出两部分 再相遇 薄膜 上表面 下表面 1 2 分束 相遇 光的干涉 分波阵面干涉 分振幅干涉 (薄膜干涉) 杨氏双缝干涉 劳埃镜 菲涅耳双镜 等倾干涉 等厚干涉 牛顿环 劈 尖 迈克尔逊干涉仪 托马斯·杨(1773-1829) 托马斯·杨像 两岁认字,四岁能读圣经,23岁获医学学位。因牛顿反对波动说,光的微粒说在百年中占了上风,波动说几乎销声匿迹。面对牛顿如日中天的气势,杨以不唯名的勇敢精神说:“尽管我仰慕牛顿的大名,但我并不因此非得认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。” 9.1.2 杨氏双缝实验 杨氏双缝干涉实验 波程差 p 实 验 装 置 D D 减弱 加强 暗纹 明纹 p D 讨论 条纹间距 明暗条纹的位置 1)条纹间距 与 的关系 ; 若 变化 ,则 将怎样变化? 一定时, 暗纹 明纹 一定时,若 变化,则 将怎样变化? 1) 2) 条纹间距 与 的关系如何? 一定时, 白光入射的杨氏双缝干涉照片 红光入射的杨氏双缝干涉照片 二 双缝干涉光强分布 合光强 干涉项 若 其中 则 光 强 分 布 图 紫光光强分布图 波长不同条纹间距不同 红光光强分布图 例1 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上
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