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精品文档 第一章 光的干涉 本章重点： 1、光的相干条件； 2、双光速干涉的光强分布 3、等倾干涉和等厚干涉的基本概念及应用。 本章难点： 用菲涅耳公式解释半波损失。 §1.1 光的电磁理论 一、 光的本性 光是某一波段的电磁波，光在真空中的传播速度 。 在介质中的速度为 为介质的相对介电系数， 为相对磁导率． 二、 光矢量： 对人的眼睛或感光仪器起作用的是电场强度E ，所以我们说光波中的振动矢量通 常指的是电场强度E ． §1.2 波的叠加原理 一、 波动是振动在空间的传播，波具有独立性和叠加性 二、 干涉现象是波动的特性，干涉现象的出现肯定了光的波动本性。 三、 相干与不相干叠加 如图 振动一 振动二 精品文档 精品文档 合 振 动 相位差 平均相对强度 1、非相干叠加： 随机变化， 2、相干叠加： 恒定， 注：振动的瞬时值都直接叠加．差别仅表现在最后的平均值上 （平均相对强 度）． 四、 光的相干条件： 频率相同、振动方向相同、位相差恒定 §1.3 单色波的干涉花样 一、 位相差和光程差 光程：光在媒质中通过的几何路程与媒质折射率的乘积 ； 光程差： ， k 为波数。 二、干涉花祥的形成 三、干涉条纹的特点 条纹间距 等间距，与干涉级无关； 一定时， 的 大小与 成正比, 与d 成反比； 、d 一定时， 的大小与 成正比。 §1.4 获得相干光的方法 精品文档 精品文档 光是由物质的原子或分子的辐射引起的。通常情况下，两个独立光源原子辐射是不 相干的,要获得相干光源需经过特殊装置。 一、 获得稳定干涉花样的条件 在任何瞬时到达观察点的，应该是从同一批原子发射出来 （初位相相同）但经过 不同光程的两列光波；个原子的发光尽管随机改变，但任何初位相改变总是同时 发生在两列波中，在观察点位相差只与光程差有关。 二、典型的干涉实验（分波面法） 1、 杨氏实验 a) 实验装置 如图所示 b) 实验结果： (1) 各级亮条纹的光强相等, 相邻亮条纹或相邻暗条纹是等间距的，且 与干涉级j 无关. (2)对不同的波长，相邻条纹间距不等， 大， 大，条纹疏； 小， 小，条纹密； (3)用白光做光源时，中央为白色亮条纹，两侧某一级条纹为由紫而红 的彩条带。 c)理论解释 利用惠更斯对光的传播所提出的次波假设解释成功的了这个实验结果。 2、 菲涅耳双面镜 a ）实验装置（采用激光作光源） b)实验结果 屏上出现明暗相间的直线干涉条纹,平行于线光源S ．条纹间距 与 交有关。 3、 洛埃镜 a ）实验装置 b)实验结果 M ′处为暗纹，只在 M ′的一侧有干涉条纹；揭示了光在介质表 面上反射，且入射角接近90 °(掠射)时,产生了半波损失。 4、 维纳驻波实验 a ）实验装置 b)实验结果 揭示光在介质表面上垂直反射时也产生了半波损失 精品文档 精品文档 例1． 杨氏双缝实验中 ，在距离双缝 的屏上观察。若光源是由波 长 和 的两种单色光组成，则： 1． 干涉条纹间距分别为多少？ 2． 距中央明纹多远处两种光线的亮纹第一次重合，各为第几级？ 例2.在双缝装置中，用一很薄的