物理光学-光的干涉303.pptVIP

S G1 G2 M2 M1 光源 1‘ 2‘ 2 1 当M1，M2’ 间距离每减少λ/2时，中央条纹对应的k值就要减少1，原来位于中央的条纹消失，将看到同心等倾圆条纹向中心缩陷。 k自内向外依次递减 e增大时有条纹冒出 ? 明条纹 暗条纹 若M1、M2平行 ? 等倾条纹 若M1、M2有小夹角 ? 等厚条纹 每当M1移动?/2 ,光线1、2的光程差就改变一个?，视场中就会看见一条条纹移过。如果看见N条条纹移过，则反射镜M1移动的距离是 S G1 G2 M2 M1 光源 1 2 2 1 等 倾 干 涉 条 纹 当e较大时，观察到等倾圆条纹较细密，整个视场中条纹较多。 当e每减少λ/2 时，中央条纹对应的k值就要减少1，原来位于中央的条纹消失，将看到同心等倾圆条纹向中心缩陷。 当M1每平移λ/2 时，将看到一个明（或暗）条纹移过视场中 某一固定直线，条纹移动的数目N与M1 镜平移的距离关系为： 等 厚 干 涉 条 纹 当M1，M2不平行时，将看到平行于M1 和 M2交线的等间距 的直线形成等厚干涉条纹。 迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，由条纹的变化测量有关参数，精度高。 在光谱学中，应用精确度极高的近代干涉仪可以精确地测定光谱线的波长及其精细结构； 在天文学中，利用特种天体干涉仪还可测定远距离星体的直径以及检查透镜和棱镜的光学质量等等。 迈克耳逊干涉仪的应用 例：在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入10厘米长的玻璃管A、B，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？ 解：设空气的折射率为n 相邻条纹或说条纹移动一条时，对应光程差的变化为一个波长，当观察到107.2条移过时，光程差的改变量满足： 迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，由条纹的变化测量有关参数。精度高。 例题 把厚度为e、折射率为n 1.40的透明薄膜插入迈克耳逊干涉仪的一臂 一条光路 中， 1 求光线1、2光程差和位相差的改变量； 2 若插入薄膜的过程中，观察到7条条纹移过，所用波长? 5890?，求薄膜的厚度e ? 解 1 ?? 2 n-1 e ; 2 51538? 应由:?? 2 n-1 e 7 ? , 得： ? 2 1 s G1 G2 M1 M2 e n 例题：迈克耳逊干涉仪可用来精确测量单色光波长。调整仪器，使得观察到单色照明下产生的等倾圆条纹。如果把反射镜M1平移0.03164毫米，观察到圆条纹向中心收缩并消失100个，试计算单色光波长。 解：迈克耳逊干涉仪产生的等倾圆条纹可视为由虚平板M1， M2所产生。对于圆环中心条纹，光程差表示为 式中h为虚平板的厚度，m是条纹的干涉级数。 干涉级减小1时（条纹消失1个），h变化λ/2。 当干涉级减小100时，h的变化为 3、泰曼干涉仪（ Twyman interferometer） 特点：在迈克尔逊干涉仪的一个光路中加入了被测光学器件 Contour lines Fringes of equal thickness 4、马赫－曾德干涉仪 结构和光路走向如图 适用于研究气体密度迅速变化的状态 利用扩展光源，条纹是定域的 可通过调节M2和G2使条纹虚定域于M2和G2之间 1）大型风洞中气流引起的空气密度变化 应用： 2）可控热核反应中等离子区的密度分布 3）光学全息，光纤和集成光学 马赫-泽德光纤干涉仪的定域温度传感器 1. 在白光入射的等倾干涉中，同级圆环中相应于颜色紫到红的空间位置是 。 A．由外到里 B．由里到外 C．不变 D．随机变化 2. 平行平板的等倾干涉图样定域在 。 A．无穷远 B．平板上界面 C．平板下界面 D．自由空间 3．等倾干涉条纹和牛顿环都是明暗相间的同心圆环， 。 A　两者都是中心部分圆环的干涉级次大 B　两者都是边缘部分圆环的干涉级次大 C　前者中心部分圆环的干涉级次大，后者边缘部分圆环的干涉级次大 D　前者边缘部分圆环的干涉级次大，后者中心部分圆环的干涉级次大 4．在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是 。 作业 3.3，3.4，3.16，3.18，3.21，3.28 图3.44 楔形平板的干涉 θ2 A C S P B β 0 θ1 n n? n? 2、光程差计算 板厚度很小，楔角不大 用平行平板的公式近似 前提： 结果： 假设： 楔形平板的折射率是均匀的，光束的入射角为常数 结论： 干涉条纹与平板上厚度相同点的轨迹（等厚线）相对应，这种条纹称为等厚条纹 它是厚度 h 的函数，在同一厚度的位置形成同一级条纹。 l l 3、实验装置 当平板很薄，定域区域在薄板