第十二章 光学干涉.pptVIP

§12.4光程和光程差§12.4.1光程和光程差的基本概念1.折射率设光线从真空入射介质，折射率定义为设光线从介质1入射介质2，折射率为式中，称为相对折射率。即介质2相对于介质1的折射率第28页，共51页，星期日，2025年，2月5日一般意义下介质的折射率都是指介质相对于真空的折射率2.光程和光程差例：设光在真空中的波长为?，求光在真空中传递m个波长的几何空间距离和光在折射率为n的介质中传播m个波长几何空间距离分别为多少？解：因光在真空中传递m个波长的几何距离光在折射率为n的介质中传播m个波长几何空间距离第29页，共51页，星期日，2025年，2月5日即定义：光在介质中的几何空间距离与该介质的折射率的乘积称为光在介质中传播的光程。例：如图，同光源发出的光线分别在折射率为n1、n2的两种介质中传播相同几何空间距离。求：两条光线的光程差和终点处的相位差解：光程差为相位差由真空中计算公式由图知第30页，共51页，星期日，2025年，2月5日可得在介质中有即式中讨论：A.相长干涉条件B.相消干涉条件干涉条件由相位差条件转换为直观的光程差条件了第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日结论：薄透镜对近轴光线不产生附加光程差§12.4.2常见仪器的等光程性第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日透镜不会产生附加光程差物点到象点（亮点）各S?acb··SFacb·ABCF?acb·ABCF焦点F、F?都是亮点，说明各光线在此同相叠加。而A、B、C或a、b、c都在同相面上。光线之间的光程差为零。B?F，C?F说明A?F，等光程。B?F?，C?F?或A?F?，第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日§12.5薄膜干涉一.薄膜干涉干涉现象第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日§12.5薄膜干涉——分振幅法§12.5.1薄膜干涉1.薄膜干涉的物理机制2.干涉条纹的计算设环境折射率小于薄膜折射率A.光程差计算光线a1、a2分别从C、D到P点是等光程的光线a1在A点反射时存在半波损失第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日而因于是B.干涉条纹位置明条纹暗条纹第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日第1页，共51页，星期日，2025年，2月5日第12章光学牛顿惠更斯托马斯?杨夫琅禾费菲涅尔马吕斯麦克斯韦赫兹迈克尔孙莫雷普朗克爱因斯坦第2页，共51页，星期日，2025年，2月5日物理光学篇序光学几何光学量子光学利用波动理论，研究光的典型波动行为波的干涉、波的衍射、波的偏振等波动光学第3页，共51页，星期日，2025年，2月5日第12章光学光波的叠加原理干涉的明、暗条纹出现的位置条件，光强计算公式光程差将相位差条件转化为光程差条件几种典型仪器的干涉原理杨氏双缝干涉、薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环干涉、迈克尔逊干涉光的干涉内容结构第4页，共51页，星期日，2025年，2月5日§12.2光源光波的叠加§12.2.1有关光波、光源的基本概念光波：由变化的电场、磁场相互激发，由近及远传播形成的波光波依靠自身传播，不需要传播媒质在真空中的传播速率为c。光波是横波光矢量：电磁波中引起化学与视觉效应的电场强度E矢量光波的颜色：不同频率的光波能引起人视觉的不同颜色光的频谱：按光的波长(或频率)顺序排列而成的频谱图可见光红外THz微波无线电波紫外?射线X射线第5页，共51页，星期日，2025年，2月5日颜色频率(Hz)波长(?)红光3.9×1014~4.8×10147700~6200橙光4.8×1014~5.1×10146200~5900黄光5.1×1014~5.4×10145900~5600绿光5.4×1014~6.0×10145600~5000青光6.0×1014~6.3×10145000~4800蓝光6.3×1014~6.7×10144800~4500紫光6.7×1014~7.7×10144500~3900可见光频谱(波长)光振动：电场强度E矢量的周期变化称为光振动光的强度：光的强度正比于光振动的振幅平方光源：能够发射光波的物体，称为光源第