同振动方向的平行光的干涉济南大学理学院.PPT

* 济南大学理学院 光学课件目录 * Click to edit Master subtitle style 济南大学 理学院 电子 教案 电子 教案 * 光学课件目录 济南大学理学院 * 第三章 光的干涉 光的干涉 相干条件 相干光的获得 分波阵面法 分振幅法 杨氏实验 洛埃镜 菲涅耳双面镜 菲涅耳双棱镜 维纳驻波实验 空间相干性 时间相干性 双光束干涉 等倾干涉 等厚干涉 劈尖 牛顿环 迈克耳孙干涉仪 多光束干涉（法布里-珀罗干涉仪） 1. 迈克耳逊干涉仪的应用举例 １）测量微小位移 　　在M1与M2垂直的情况下，沿光线方向移动M2。条纹将向外冒出或向内陷入。 M1’ 1 1′? 2 ? S 半透半反膜 M2 M1 G1 G2 ‘ 　　中心条纹每冒出或向内陷入一条， M2 移动?/ 2n。 n为光传播路径上介质的折射率。 若位移可知，则可以求得入射光的波长： ２）测量光的波长 ３）测液体或透明物质的折射率 　　玻璃盒内充满待测气体，产生干涉条纹。 　　用气泵逐渐抽空盒内的气体，观察此过程中的条纹移动情况。 　　若共移动了△N 条条纹，则气体的折射率为： 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条条纹移动，所用波长为546 nm。求空气的折射率？ 例题1 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。 如图所示,利用空气劈尖测细丝直径,已知?=589.3nm,L=2.888?10-2m,测得30条条纹的总宽度为4.295?10-3m,求细丝直径d. 例题3 解： 相邻两明纹处劈尖的厚度差为光在劈尖介质中波长的1/2n。 L=2.888?10-2m 习题3－6在杨氏双孔干涉装置中， ,双孔 平面 ∑和观察屏Π 分别位于透镜L的焦平面上，已知透镜焦距为f =10cm，双孔间距d =0.2mm，λ＝500nm，（1）试问 Π 上干涉条纹形状、取向如何？求条纹间距。（2） ∑、L位置不动， Π 平面右移，干涉图样有何变化？（3） ∑、 Π位置不动，透镜L左移2cm，屏幕Π上干涉图样如何变化？求条纹间距。 Σ Π L 解：（1）此光源发出的光束经透镜后成平行光，所以是两束同频率，同振动方向的平行光的干涉。 Σ Π L 条纹间距为 一组亮暗相间平行直条纹，垂直于S 1、S 2连线方向. 方法二 （2）Σ、L位置不动，Π平面右移, 干涉图样形状、取向、间距不变，条纹总数减少。 Σ L Π 还可利用杨氏实验处理 （3）Σ、Π 位置不动, L左移2cm. Σ Π L 由成像公式： 3.7题：用单色自然光点光源作杨氏实验，P、P1和P2为理想偏振片，P1、P2的透振方向与P的透振方向的夹角分别为α和β，求屏幕Π上干涉条纹的衬比度。 Σ Π P1 P2 P 解： P P1 P2 α β Σ Π P1 P2 P P P1 P2 α β 习题3-13 将焦距为50cm的薄透镜切去宽为a的中 央部分，再将剩余的两部分粘合起来。在MN轴上透镜左侧置一单色点光源（波长为600nm）, 右侧置一垂直于MN的观察屏，屏上有条纹间距为0.5mm的干涉条纹出现，且当屏沿MN方向左右移动时条纹间距不发生变化。试求a. a M N a M N 解： 由已知条件知，为平行光的干涉 点光源放在透镜的物方焦平面上 按平行光干涉的处理方法 干涉条纹的间距 a M N 利用杨氏实验处理 习题3-14 在上题所述的装置中，设透镜为抛切前直径为6cm，问：屏在什么位置时干涉条纹消失？屏在什么位置时干涉条纹数目最大，这时条纹数目等于多少？ 解：画出光场的叠加区 0 M N A 透镜的上半口径为 r = (6 -0.06)/2 = 2.97cm 在OA的一半处条纹数目最多 条纹数目为： 59条 3.26题 如图，设λ＝600nm，平行平板的厚h=2mm，n=1.5，该平板下表面涂有ngn的介质。（1）在反射光方向观察到的干涉圆环条纹的中心是亮斑还是暗斑？（2）设透镜L的焦距为20cm，求从中心向外第10个亮环的半径；（3）求第10个亮环处的条纹间距。 无半波损失。 解： A B D i0 n h i n0 p i0 f n g （2）从中心向外第10个亮环的半径 (3)第10个亮纹处的条纹间距 A B D i0 n h i n0 p i0 f n g 习