0807(st)光的干涉(24.25).pptVIP

* 第一章 光的干涉一、基本概念 1、光源(light source): 普通光源：自发，单色性不好 激光光源：受激，单色性好 ? = (E2-E1)/h E1 E2 能级跃迁辐射 波列 波列长L = ? c ? ? 1 2 ? P ?1 ?2 ? 相干光： 明暗条纹—??=2k?(明) 普通光：I=I1+I2 3、光的相干性： 2、光矢量(电矢量) p S * 分波面法 p S 薄膜 分振幅法 * 4、普通光获得相干光的方法： 分波面法：双缝干涉 分振幅法：薄膜干涉 二、双缝干涉 p · r1 r2 ? ? ? 0 x D d 1、 干涉装置： 2、 现象： 明暗交替的等间距的直条纹 3、 物理量： (1)光程差： 位相差： ?2k?(明)——?= ?k? ?(2k+1)?(暗) —?= ?(2k+1)?/2 (2)k级明纹到中心条纹的距离x： (3)条纹间距?x： 4、 条纹特点： ? 一系列平行的明暗相间的条纹 ? ?不太大时，等间距 ? 条纹越向外侧，级次越高 ? ?x??，白光入射时，0级明纹中心为白色(可用来定0级位置), 其余级明纹构成彩带，第2级开始出现重迭 三、光程(optical path) ——在相同时间内在真空中走过的路程 真空中：?, c, ?0, r0=ct 介质中：?, u=c/n, ?= ?0/n, r=ct/n 1、光程：nr 2、光程差?与??： 例1：如图 p ?0 S1 S2 d1 d2 d n · S1 S2 ? P d d n 例2：如图 例3：屏中央 S1 S2 ? P d d n1,e n2,e 例4：2中插入劈尖并上移(只遮住S2)，则屏C上干涉条纹间隔_____, 向____移动 o C S1 S2 d 1 2 ?0 D S 3、附加光程差(?/2) 1 2 n1 n2 n3 使用透镜不产生附加光程差 c S? a c b · F A B C a b c · · S · · F F? A B C a b 作业： 四、薄膜干涉 干涉光的 获得 分振幅法 等倾干涉 等厚干涉 尖劈干涉 牛顿环 迈克尔逊干涉仪 分波面法 杨氏双缝干涉 菲涅耳双镜实验 洛埃镜实验 薄膜干涉 ? 当垂直入射时(i=0)，且 1、等倾干涉 n1 n2 n3 e A B C D ? 增透膜与增反膜 例 平面单色光垂直照射在厚度均匀的油膜上，油膜覆盖在玻璃板上。已知油膜的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50。若单色光的波长连续可调，则可看到500nm与700nm这两波长的单色光在反射中消失，求油膜的厚度。 返回 退出 2、等厚干涉(一)——劈尖 ? 装置： ?很小, i?0 ? ? 1 2 n1 n2 n1 ? 光程差： ? L ?e ek ek+1 明纹 暗纹 条纹分布图 ? 条纹特点： ? 相邻条纹间厚度差： ? 条纹间距l： ? 条纹的动态研究： ?若膜厚均匀增加，膜的等厚线向棱边方向移动 ?若?,n2不变， l随? ?而?，所有条纹远离棱边移动 ? 仅当n2?时，条纹变密； 条纹分得更开 ▲测波长： ▲测折射率： ▲测细小直径、厚度、微小变化： Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 待测样品 石英环 λ 平晶 等厚条纹 待测工件 平晶 等厚条纹 待测工件 平晶 l a ?e ?h 例1： 例2、单色光(?)垂直入射于由两玻璃板构成的空气劈尖.若劈尖角由?变为?’,从棱边数起的第4条明纹的位移值?x=? 第4条明纹到棱的距离: 解： 3、等厚干涉(二)——牛顿环 (Newton ring) ? 装置： ? 光程差： ? 第k级条纹对应的膜厚： ? 明暗圆环半径: ? 条纹特点: ? 是一接触点位圆心的一组明暗相间的同心圆环 ? 从中心向外，级数越来越高，内疏外密 ? 相邻两明环(暗环)的半径之差： ? 由白光照射将形成彩色条纹，并由(*)式可知，对同一级次的彩色圆环，红色在外圈，紫色在内圈 ? 干涉条纹的动态研究： 1.平板玻璃下移，则膜厚增加，膜的等厚线将向中心收缩，则干涉圆环也向中心收缩；膜厚每改变?/2n2, 条纹就向外冒出或向中心内险一条。 2.若入射的平行光波长增加，干涉条纹变疏，且看到圆环不断向外扩张；若n2增大，干涉圆环变密 例1：牛顿环，平凸透镜曲率半径R, ?, (1) 从中心向外数第k个明环所对应的空气膜厚ek, (2) 求第k个明环半径rk,(R,?,k表示，Rek) 解： 例2: 从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d的移动过程中，移过视场某固定观察点的条纹数目___,条纹____. 例3: ?=500nm,则不平处____,最大高度为____ 例4: ?,n2,e,