14-2光程 光程差.ppt

例3 如图计算p点的光程差。 太原理工大学物理系 太原理工大学物理系 §14-2 光程 光程差 一、 光程 光程差 得 设频率为 的单色光，在真空中传播的速度为c,波长为 ,则 （1） 1.光程 当它在折射率为n的介质中传播时，波长为 ,其传播速度 （2） 因光通过媒质时频率不变由（1）、（2）两式及 介质中的波长 真空中的波长 介质的折射率 变短 可见，同一频率的光在不同的介质中波长不相同，给处理问题带来麻烦。为此，需要把光在介质中传播的距离折合成真空中的距离。 如图：在折射率为n的介质中，若光在一段时间t内，通过的几何路程为d,其间的波数为 ，则相同时间内，同样波数在真空中的几何路程将是 n d n d 结论:在光学中，将光在介质中所走过的几何路程d与该介质的折射率n乘积nd定义为光程。 P87第3段，第2行 因为在均匀介质中 可见，光程等于相同时间内光在真空中通过的距离。 △ 光程的物理意义 例1 在相同时间内，一束波长为λ的单色光在空气中和玻璃中传播的路程 （不相等、相等），走过的光程 （不相等、相等）。 解：空气中传播的距离 玻璃中传播的距离 空气中传播的光程 玻璃中传播的光程 2.光程差（δ）——光程之差，指已折算到真空中的路程之差。 * P * n1 如图：光程差为 如图：光程差为 * d n 3.光程差与相位差关系 说明：以上式中λ 或 决定明、暗条纹的干涉条件为 △ 真空中的波长 例2 真空中波长为λ的单色光，在折射率为n的透明介质中，从A点沿某路径传到B,若A、B两点相位差为3π，则此路径AB的光程为 。 A) 1.5λ; B) 1.5nλ; C) 3λ; D) 1.5λ/n 例2 真空中波长为λ的单色光，在折射率为n的透明介质中，从A点沿某路径传到B,若A、B两点相位差为3π，则此路径AB的光程为 。 A) 1.5λ; B) 1.5nλ; C) 3λ; D) 1.5λ/n 二、薄透镜不产生附加的光程差 A B A B 焦平面 P88 可见：当用透镜观测干涉时不会带来附加的光程差，引入透镜只是改变了光线的传播方向。 三、相干长度和相干时间 每个原子一次发光持续时间 不会超过10-8秒，每一列光波长度 。 1.相干长度：两列相干光能产生干涉所允许的最大光程差δm，即真空中光波列的长度 说明：1)普通光源相干长度0.1～10cm 2)激光光源相干长度为几十～几百公里 2.相干时间：传播相干长度所需的时间，或两列波到达干涉点所允许的最大时间差，即发光时间 详见P99 14.7式 P89,三下面，1，2行 P89,三下面，6，7行 P89,三下面公式上下各一行 只有在 的条件下，才能观察到干涉条纹， 称为相干长度。 P99,14.7式 解： p d1 n1 d2 n2 r1 r2 s1 s2