2光的干涉小结和习题.pptVIP

* 第2章 光的干涉小结+习题 1.基本概念 ① 光的电磁理论 光是某一波段的电磁波， 其速度就是电磁波的传播速 度；可见光在电磁波谱中只占很小的一部分，波长在 400nm ~ 760 nm 的狭窄范围以内。 ② 相干条件 频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 补充条件： 光程差不能太大： 光源线度受限制： 振幅相差不悬殊： ③ 干涉的分类 分波面干涉、分振幅干涉和分振动面干涉。 条纹可见度： 2.杨氏双缝干涉 ① 相位差： 光程差： ② 光强分布： ③ 极值条件： 相位相同 相位相反 ④明暗条纹位置： 明纹位置： 暗纹位置： 明（暗）条纹间距 时间相干性： 空间相干性： 3.等倾干涉 ①光程差 （1）相长干涉： （2）相消干涉： 等倾干涉条纹特点： （1）凡入射角相同的就形成同一条 纹，即同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角。 （3)明暗相间的同心圆环，干涉级j 中心最高，内大外小； （4)内疏外密 （2）等倾干涉条纹定域于无限远处，光源面积越大，条纹越亮 （假设有半波损失） 越往里 (5) 薄膜厚度越大，条纹间隔越密； (6) 膜厚增加时条纹向外扩张. （同一级次） h?,光程差增大，干涉级增大，可看见有干涉纹从中心冒出来,且干涉条纹变密； h?，光程差减小，干涉级减小，可看见有干涉纹在中心“漏失”，且干涉条纹变疏。 明纹： 暗纹： hj hj+1 亮纹与暗纹等间距地相间排列。 薄膜越厚的地方，条纹的级次越高。 零级条纹在劈尖的棱处。 4.劈尖干涉 5. 牛顿环（单色光垂直入射） （1）亮环位置： 即： （2）暗环位置： 即： 6.迈克尔逊干涉仪 光束a1b1和a2b2发生干涉 M2′是M2 经G1 成的虚像 若 M2′、M1 平行 ? 等倾条纹 若 M2′、M1有小夹角 ? 等厚条纹 干涉条件：没有额外光程差（空气薄膜） 相长干涉 相消干涉 等倾干涉条纹 调节 M1 从而使“空气薄膜”的厚度改变。干涉条纹也将发生移动。每“涌出”或“淹没”一个圆环，查当于光程差改变了一个波长λ。设M1移动了△h距离，相应地“涌出”或“淹没”的圆环数为N，则有： 当垂直入射时的光程差δ最大，即中心所对应的干涉级次最高。 转动手轮移动M1： 当h增加时，可以看到圆环一个个从中心“涌出” ； 当h减小时，可以看到圆环一个一个“往里收”。 EX1:在杨氏双线实验中，缝光源与双缝之间的距离为 D ′, 缝 光源离双缝对称轴的距离为b, 如图所示(D ′ d )。求在这情 况下明纹的位置。试比较这时的干涉图样和缝光源在对称轴时 的干涉图样。 S1 S2 S b D ′ D d 屏 解：当光源向上移动后的光程差为: 原来的光程差为： 两式相减得到： 即条纹向下移动，而条纹间距不变。 q x o ′ S2 j r1 S b D ′ D d S1 S ′ r2 X’为新的k级明纹的位置 EX2：白光垂直照射在空气中厚度为0.40mm的玻璃片上，玻璃 的折射率为1.50，试问（1）在可见光范围内 (l ：400nm~700nm) 哪些波长的光在反射中增强?（2）哪些波长的光在透射中增强? 解：1）若反射光干涉加强，则光程差满足： 2）若透射光干涉加强，则反射光干涉相消，光程差满足： EX3：波长为680nm的平行光垂直地照射到12cm长的两块玻璃 上，两玻璃片一边相互接触，另一边被厚0.048mm的纸片隔开， 试问：在这l2cm内呈现多少条明条纹? 解：劈尖干涉条纹间隔为： L d q EX4：使用单色光来观察牛顿环，测得某明环的直径为3.00mm， 在它外面第5个明环的直径为4.60mm，所用平凸透镜的曲率半径 为1.03m，求此单色光的波长。 解：k级和其外面第5级明环的半径为： Ex5: 在杨氏双缝实验中，用折射率n=1.58的透明薄膜盖在s1上， 并用λ=6.328?10-7m的光照射，发现中央明纹向上移动了5条。 求薄膜厚度 *