第十四章波动光学(1)光的干涉.pptVIP

获得两束相干光的方法 透镜的等光程性 例 1.光路分析 5、增透膜和增反膜 劈尖干涉的应用--------干涉膨胀仪 二、牛顿环 14-4 迈克耳逊干涉仪 Albert Abrham Michelson ,1852 -1931 1907年诺贝尔物理学奖获得者 二、光源的非单色性对干涉条纹的影响 （光场的时间相干性） 此膜对反射光干涉相长的条件： 可见光波长范围 400~700nm 波长412.5nm的可见光有增反。 一、 劈尖干涉 夹角很小的两个平面所构成的薄膜 D 1 2 空气劈尖 棱边 楔角 劈尖干涉 （等厚干涉） 牛顿环 平行单色光垂直照射空气劈尖上，上、下表面的反射光将产生干涉，厚度为e 处，两相干光的光程差为 1 2 θ n e O 干涉条件 劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定k值的明或暗条纹。——等厚干涉 棱边处，e=0,?=?/2，出现暗条纹 实心劈尖 1 2 θ n2 e O n1 n3 空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差： 任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离 l 为： 在入射单色光一定时，劈尖的楔角?愈小，则l愈大，干涉条纹愈疏； ?愈大，则l愈小，干涉条纹愈密。当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。 非空气劈尖 测细小直径、厚度、微小变化 Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 测表面不平度 等厚条纹 待测工件 平晶 检验透镜球表面质量 标准验规 待测透镜 暗纹 ? 利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数 样品 平板玻璃 石英圆环 空气劈尖 上平板玻璃向上平移?/2的距离，上下表面的两反射光的光程差增加?。劈尖各处的干涉条纹发生明?暗?明(或暗?明?暗)的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了N条，即表明劈尖的上表面平移了N·?/2的距离。 空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件： 各级明、暗干涉条纹的半径： 随着牛顿环半径的增大，条纹变得越来越密。 e=0,两反射光的光程差 ?=?/2，为暗斑。 例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量 显微镜测得由中心往外数第 k 级明环 的半径 , k 级往上数 第16 个明环半径 ， 平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求：紫光的波长？ 解：根据明环半径公式： * * 一、光源 光源的最基本发光单元是分子、原子 ? = (E2-E1)/h E1 E2 能级跃迁辐射 波列 波列长L = ? c 1、光源的发光机理 14-1 光的相干性 第十四章 波动光学 普通光源：自发辐射 独立(不同原子发的光) · · 独立(同一原子先后发的光) 发光的随机性 发光的间歇性 光波是电磁波。 光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的是 E 矢量，称为光矢量。 3、光强 单色光——只含单一波长的光。 复色光——含多种波长的光。 准单色光——光波中包含波长范围 很窄的成分的光。 2、光的颜色和光谱 可见光频率范围 可见光波长范围 E 矢量的振动称为光振动。 在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把光强定义为： 二、光的相干性 相干波的条件：同频率，同振动方向，相位差恒定 干涉现象：在相干区域内，一些点振动始终加强， 一些点始终减弱。 分振幅法 其原理是利用反射、折射把波面上某处的振幅分成两部分，再使它们相遇从而产生干涉现象。 * 光源 分波阵面法 光源发出的某一波阵面上，取出两部分面元作为相干光源 一、杨氏双缝干涉实验 S 1 S 2 S * * * 14-2 杨氏双缝干涉实验 光程 劳埃德镜 杨氏干涉条纹 D d 波程差： 干涉加强 明纹位置 干涉减弱 暗纹位置 (1)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧。 干涉条纹特点： (2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关。 两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。 若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 方法一： 方法二： (3) D, d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。 (4)中央条纹由波程差 确定。其位置不一定 在坐标原点处。 1、菲涅耳双面镜 虚光源 、 平行于 屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕 上明暗条纹中心对O点的偏离 x为： 二、其它分波阵面干涉装置 光栏 2 洛埃镜 光栏 当屏幕 E 移至 处，从 S1和 S2 到 L点的光程差为零，但是观察到的是暗条纹，表明两光波在此干涉相消。相位差应为 。