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第8章光 的 干 涉 本章主要内容 §1 杨氏双缝干涉 §2 相干光和非相干光 §3 光程 光程差 §4 薄膜干涉 等厚条纹 §5 薄膜干涉 等倾条纹 §6 Michelson干涉仪 §1 杨氏双缝干涉 §2 相干光和非相干光 §3 光程 光程差 * 哈佛自习室墙上的训言 .此刻打盹，你将做梦；而此刻学习，你将圆梦。 ?.我荒废的今日，正是昨日殒身之人祈求的明日。 .觉得为时已晚的时候，恰恰是最早的时候。 ?.勿将今日之事拖到明日。时间在流逝. ?.学习时的苦痛是暂时的，未学到的痛苦是终生的。 ?.学习这件事，不是缺乏时间，而是缺乏努力。 ?. ?即使现在，对手也不停地翻动书页。 .现在淌的哈喇子，将成为明天的眼泪. ?.学习并不是人生的全部。但， 既然连人生的一部分——学习也无法征服， 还能做什么呢？ ?.请享受无法回避的痛苦。 ?.只有比别人更早、更勤奋地努力，才能尝到成功的滋味。 ???? 第三章 光的干涉 第8章 光的干涉 光（一般指可见光）是一定频率范围内的电磁波。 频率： 波长： 单色光只含有单一频率成分的光。 颜色与频率对应 复色光含有多种频率成分的光。 颜色较复杂 干涉现象——满足相干条件的两列波在空间重叠，在重叠区域内，由于波的叠加而形成强度或加强或减弱的空间分布，且这种强弱分布是稳定的。 干涉是波动的普遍特性，机械波、电磁波都有。 ? 相干条件：两波源 满足相干条件的波源称为相干波源 ?具有恒定的相位差 ?振动方向相同 ?具有相同的频率 ? 波的干涉 示意图 在 P 点的合成振动为： 第三章 光的干涉 返回 返回 1801年 T. Young 的干涉实验第一次从实验上为光的波动本质提供证据。 杨氏双缝实验的历史背景： 1801年之前关于光的本质的问题在理论上一直争论不休。 查看 §3-1 杨氏双缝干涉 T.Young的实验装置： 1801年 T. Young 的干涉实验第一次从实验上为光的波动本质提供证据。 微粒说 波动说 杨氏双缝实验的历史背景： 线光源 波 1801年之前关于光的本质的问题在理论上一直争论不休。 返回 §3-1 杨氏双缝干涉 设以波长为?的单色光作为光源，双缝间距为d，双缝到观察屏的距离为D。考察屏上坐标为x的P点处的干涉情况： P 和 视为同频、振动方向相同，同相的光源，设它们在P点引起的振动振幅为 和 （视为简谐波），合成后的振幅 返回 查看 光程差 §3-1 杨氏双缝干涉 相邻明/暗条纹的间距： 查看 返回 暗条纹： K=1,2,3…….分别对应一级，二级…….暗条纹 明条纹： K=0,1,2,3…….分别对应零级(光程差为0），一级，二级….明条纹 查看 §3-1 杨氏双缝干涉 如果白光入射： x O I 4I1 1级 2级 3级 4级 光谱 零级白条纹 不同光在同一级明纹的距离差 返回 §3-1 杨氏双缝干涉 光强随空间的分布： 如果 ，则 查看 引入衬比度： §3-2 相干光和非相干光 1. 相干光与非相干光 并非所有的光波都能满足这些条件。普通光源灯不能。为什么？ 相干条件 频率相同振动方向相同 （均为必要条件）相位差恒定 以简谐运动为例：同频、同振动方向的简谐运动合成的振动为简谐运动，合成振动的振幅为 随空间变化，只有它不随时间变化，即有恒定的相差，才能保证有稳定的振幅分布。 查看 §3-2 相干光和非相干光 ? 相干光的获得 分波面法 分振幅法 两种方法 必须将同一原子同一次发出的光分成两部分。 ? 普通光源的发光特点 ? 原子发光原理 能级跃迁 不同原子，同一原子不是同一次发出的光都是不相干的。 §3-2 相干光和非相干光 Fresnel双面镜 Lloyd面镜 其他分波面法实例： ? 分波面法 杨氏双缝实验 将点光源的同一波面上的光分成两部分，分别通过两个光具组， 经衍射（反射，折射）交迭在一起，形成干涉 M 半波损失 波从波疏媒质入射到波密媒质界面上反射时， 有半波损失 查看 §3-2 相干光和非相干光 薄膜干涉 肥皂泡、水表面的油膜呈现彩色图案，光学仪器、眼镜的镀膜镜片，都是白光在产生薄膜干涉的结果。 ? 分振幅法 当一束光投射到两种介质的分界面上，光能一部分反射，一部分透射 §3-3 光程 光程差 干涉本质上是波在特定条件下的叠加结果，叠加强度由相位差决定。两种典型结果是振幅和强度加强，或是减弱