哈里德大学物理学 上册 滕小瑛Hch21 Hch21新.pptVIP

* 第21章 光的干涉 本章目录 21-1 杨氏双缝干涉 21-2 相干光 洛埃镜 21-3 光程和光程差 21-4 薄膜干涉 21-5 迈克逊干涉仪 计划学时： 21-1 杨氏双缝干涉 一、杨氏双缝实验 D o S1 S2 P r1 d r2 y 双缝 单缝 S 屏 干涉条纹 I 光强分布 单色光源 二、干涉条纹的定位 讨论 明纹中心 暗纹中心 明 暗 明暗纹位置 明 暗 明暗纹位置 条纹宽度 三、干涉的光强分布 为两分振动的相位差，由波程差决定： 叠加后的光强为： , 2 E I μ 由 干涉项 干涉项 当： ， 21-2 相干光 洛埃镜 一、相干光 相干条件：频率相同、振动方向一致、有恒定 的相位差； 光程差不太大；(光的空间相干性) · · 独立(同一原子先后发的光) 独立(不同原子发的光) 不同原子先后发出的光波波列不具有相干性！ 从普通光源获得相干光的方法之一：分波振面法 r1 r2 a, a,, b, b,, S a b 如果前后两个时刻传来的波列属于同一波列，则它们是相干的波；如果光程差太大，相遇的是来自于不同的波列，则不能产生干涉现象。 能观察到干涉现象的的最大光程差叫做相干长度，相干长度就等于波列的长度。光源的单色性越好，相干长度越长。 二、洛埃镜实验 S1和S1构成一对相关光源 把屏放到与镜面接触时，在L处出现暗条纹 — 光在镜子表面反射时有相位突变π。相当于反射光与入射光间附加了半个波长的光程差，称为半波损失 21-3 光程和光程差 1、光程和光程差概念的引入 P S1 S2 r1 r2 如何简化？ P S1 S2 r1 r2 d n 思路： 设法将光在介质中传播的距离折合成光在真空中的距离， 折合原则： 在引起光波相位改变上等效。 介质中 x 距离内波数： 真空中同样波数占据的距离 介质折射率 u 真空 介质 2? 2?? ?? =4? ?? =4? x ? 2、光程和光程差的定义 定义： 等效真空程 光程差：等效真空程之差 相位差： 光程差 真空中波长 一、平行平面薄膜上的干涉 21-4 薄膜干涉 1.明暗纹条件 单色光以入射角 i 从折射率为 n1媒质 进入折射率为n2 的媒质 i ① ② L 考虑半波损失： 光程差不附加 光程差附加 i ① ② ④ ⑤ 折射光半波损失的分析与反射光情况正好相反!!! 二、劈尖形薄膜上的干涉 ① ② 垂直入射、且θ非常小，光束1、2实际上重合，它们的光程差近似为： 明 暗 L 薄膜同一厚度处对应同一干涉条纹 薄膜不同厚度处对应不同干涉条纹 条纹形状与薄膜等厚线相同 等厚干涉 条纹特点： 明 暗 楞边处 L = 0 相邻明（暗）纹对应薄膜厚度差： Lk Lk+1 明 暗 条纹宽度（两相邻暗纹间距） θ l 条纹宽度：两相邻暗纹间距或两相邻明纹中心间距 讨论： 1、哪 些因素可以影响条纹的变化？ 2、劈尖上表面平行上移，条纹如何变化？ 3、轻压劈尖，条纹如何变化？ 4、劈尖下表面有一凹槽，干涉条纹形状如何？ 21-5 迈克逊干涉仪 1、迈克逊干涉仪实验装置 M2 M1 M2? G2 G1 单 色 光 源 反射镜1 反射镜 2 补偿玻璃板 半透明镀银层 当 M2 ? M1 时， M2 // M1’ ,所观察到的是等倾干涉条纹，即相同倾角下光程差相同。 M2 、M1’之间距离变大时，圆形干涉条纹向外扩张, 干涉条纹变密。 M2 与M1不垂直时 时，形成劈尖，干涉条纹为等厚干涉条纹。 等 厚 干 涉 条 纹 等 倾 干 涉 条 纹 与 重 合 迈克尔孙 - 莫雷实验 目的：检测“以太风” 以太风 1887年，迈克尔孙和莫雷一起完成了一项著名的实验，用来检验以太假说。为相对论的创立奠定基础。 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 * *