第十三章 光干涉.pptVIP

光学发展史 几何光学：17-18世纪，牛顿的微粒学说 波动光学：19世纪，惠更斯的波动学说 （干涉、衍射、偏振） 量子光学：20世纪初，光的波粒二象性 现代光学：20世纪60年代，信息光学 3、注意： 四、劳埃德镜(Lloyd mirror)实验 半波损失（half-wavelength loss）产生的条件是：光从光疏到光密介质表面反射。 五、薄膜干涉（分振幅干涉） 光照射到透明薄膜上，在膜的前后表面都会反射，反射光1和2相遇后会叠加，产生干涉，这种现象称为薄膜干涉。 第一节 小结 加 强 减 弱 根据具体情况而定 2 3 1 * * 第十三章 波动光学 第一节、光的干涉 (interference of wave) 一、光的相干性 1、产生光干涉现象的条件是什么？ 2、为什么两盏日光灯不能得到干涉条纹呢？ 3、如何获得相干光？ 频率相同， 振动方向相同， 相位差恒定。 2）、干涉判据： 1）、相干条件： ? = (E2-E1)/h 1)光子频率 波列长 L = ? c ?：10-8s 2)光波列 频率、 振动方向、振动位相都是随机的，难以满足相干光的条件。 分割振幅法 托马斯? 杨 二、杨氏双缝干涉实验 （Young double slit experiment ） p 实 验 装 置 波程差(propagation difference) 减弱 加强 暗纹 p 明暗纹的位置 明纹 1. 一系列平行的明暗相间的条纹； (2)条纹等间距 2、条纹特点： 杨氏双缝实验第一次测定了波长这个重要的物理量 Δx （1）若改变入射光波的波长，干涉条纹间距如何变化？ 思考 条纹间距 （2）若改变S1、S2两条缝的缝间间距，干涉条纹间距如何变化？ （3）例题：测波长、求条纹间距 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 1） 白光照射时，出现什么样的条纹？ n水 n空气 实验装置放入水中后条纹间距变小。 例1 将双缝干涉装置由空气中放入水中时， 屏上的干涉条纹有何变化？ 2） 条纹间距 与 的关系如何？ 一定时， 例2 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m。(1) 从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离7.5mm，求单色光的波长； (2) 若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。 解（1） （2） 例2 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m。(1) 从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离7.5mm，求单色光的波长； (2) 若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。 S1 S2 r1 r2 o 例13-1 如图，以折射率为n厚度为d的玻璃遮住其中一缝，原来的中央明纹将变成第几级明纹？ 解： d n 1、实验：光在不同媒质中传播，相同时间内走过的路程不同 (如:在真空中的路程S=ct，在折射率为n的媒质中的路程为L=v·t， L＜s.) ,但相位的改变相同，故从相位的角度来看L和S是等效的，有： S=n·L 三、光程(optical path)和光程差 2、光程(optical path) ： 折射率n与L的乘积称为光程。 注意：引入光程的作用是：把光在媒质中的路程等效成真空中的路程，光程常用δ表示，δ=n·L 三、光程(optical path)和光程差 ①光在真空中的光程就是其所走过的路程 ∵n =1，∴δ= n· L= L ，路程是光程的一种特例。 ②光在不同折射率n1、n2、…… 的媒质中走过的路程若为L1、L2、……，则： a n L1 L2 b 总光程为： 4、光程差：两束光传播到P点的光程之差 光程差 相位差 * P * 例13-1 如图，以折射率为n厚度为d的玻璃遮住其中一缝，原来的中央明纹将变成第几级明纹？ 解： 原中央明纹变为第五级明纹 S1 S2 r1 r2 o d n 反射光发生了位相为π的突变，相当于光波多走了（或少走了）半个波长的距离，此现象称为半波损失（half-wavelength loss）。 思考： 光屏移到紧贴住反射镜的端面处，为什么会出现暗纹？ 半波损失完整表述：光从光疏到光密介质表面反射时会发生相位为π的突变，