[理学]第十二章光学.ppt

（4）单缝衍射的动态变化 单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上. 单缝上下移动，根据透镜成像原理衍射图不变 . （3）条纹宽度（相邻条纹间距） 干涉相消（暗纹） 干涉加强（明纹） 除了中央明纹外的其它明纹、暗纹的宽度 §12-8 单缝的夫琅和费衍射 （5）入射光非垂直入射时光程差的计算 （中央明纹向下移动） （中央明纹向上移动） §12-8 单缝的夫琅和费衍射 例1 设有一单色平面波斜射到宽度为 的单缝 上（如图），求各级暗纹的衍射角 . 解 由暗纹条件 §12-8 单缝的夫琅和费衍射 例2 如图，一雷达位于路边 15m 处，它的射束与公路成 角. 假如发射天线的输出口宽度 ，发射的微波波长是18mm ，则在它监视范围内的公路长度大约是多少？ 解 将雷达天线输出口看成是发出衍射波的单缝，衍射波能量主要集中在中央明纹范围内. §12-8 单缝的夫琅和费衍射 根据暗纹条件 §12-8 单缝的夫琅和费衍射 圆孔的夫琅禾费衍射 L 爱 里斑 爱里斑 由第一暗环所包围的中央亮斑。 由夫琅禾费圆孔衍射计算可得，爱里斑的半角宽度 · §12-9 圆孔的夫琅和费衍射 空气 3）检验光学元件表面的平整度 4）测细丝的直径 §12-5 薄膜干涉 五 牛顿环 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 §12-5 薄膜干涉 牛顿环实验装置 牛顿环干涉图样 显微镜 S L M半透半反镜 T §12-5 薄膜干涉 R 光程差 明纹 暗纹 r d 暗环半径 明环半径 §12-5 薄膜干涉 4）应用例子:可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等. 1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ 2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？ 3）将牛顿环置于 的液体中，条纹如何变？ 工 件 标 准 件 暗环半径 明环半径 讨论 §12-5 薄膜干涉 测量透镜的曲率半径 §12-5 薄膜干涉 例2 用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做牛顿环实验，测得第个 k 暗环的半径为5.63mm , 第 k+5 暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R. 解 §12-5 薄膜干涉 S L 例3 如图所示为测量油膜折射率的实验装置 , 在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长 的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹 . 已知玻璃的折射率， 问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距 时，干涉条纹如何分布？可见明纹的条数及各明纹处膜厚 ? 中心点的明暗程度如 何 ? 若油膜展开条纹如何变化? , 油膜的折射率 G §12-5 薄膜干涉 解 1）条纹为同心圆 油膜边缘 明纹 明纹 §12-5 薄膜干涉 当油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少. 由于 故可观察到四条明纹 . §12-5 薄膜干涉 　总结 　　1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹 §12-5 薄膜干涉 　　2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距 3）条纹的动态变化分析（ 变化时） §12-5 薄膜干涉 4 ）半波损失需具体问题具体分析 §12-5 薄膜干涉 单色光源 反射镜 反射镜 一 迈克耳孙干涉仪 与 成 角 补偿板 分光板 移动导轨 §12-6 迈克尔孙干涉仪 反射镜 反射镜 单色光源 光程差 的像 §12-6 迈克尔孙干涉仪 当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条纹. 反射镜 反射镜 单色光源 §12-6 迈克尔孙干涉仪 干涉条纹移动数目 迈克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差. 移动距离 移动反射镜 §12-6 迈克尔孙干涉仪 干涉条纹的移动 当 与 之间距离变大时 ，圆形干涉条纹从中心一个