第9章-1-波动光学-干涉概述.ppt

(一)、光源的发光机制： 杨氏双缝干涉实验装置： 在P点发生干涉相长的条件为 相邻两明纹或暗纹间的距离为： 杨氏双缝干涉条纹的特点： 4.半波损失 §9.1.3 光程 光程差 P368 (一)．劈尖干涉 1.产生明、暗条纹的条件是： (2).测量微小物体的厚度或直径 (3). 测量微小角度. §9. 3 薄膜干涉: 分振幅法干涉 被薄膜的上下表面反射的两束光的光程差为： 增透膜：基本工作原理是：反射光干涉相消 条纹间距 动画演示 劈尖表面附近形成的是一系列与棱边平行的、明暗相间等距的直条纹。 楔角愈小，干涉条纹分布就愈稀疏； 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。 当?很小时，sin ? ? ? 2. 劈尖干涉的应用： (1)检测待测平面的平整度 由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹弯曲。 待测平面 光学平板玻璃 平面检验 将微小物体夹在两薄玻璃片间，形成劈尖，用单色平行光照射。 由 有 l 补充例题2 折射率为n=1.4的劈尖，用波长λ=700nm的单色光垂直照射，产生等厚干涉条纹，相邻明纹间距l=0.25cm，求劈尖角θ。 解：劈尖中产生明纹的条件： 相邻两明纹或暗纹对应的厚度差为Δe 则， 光线以入射角i射向厚度为e、折射率为n的薄膜， 分别被薄膜的上下表面反射的两束光，在薄膜上方（透镜焦平面）相遇发生干涉。设定nn1，（注意有半波损失） (二). 平行平面膜干涉 ① ② ③ ④ 在P点发生干涉相消的条件为 ——P点处出现明条纹 ——P点处出现暗条纹 波程差为其它值的点,光强介于最明与最暗之间。 因此上述两条纹分别是明纹中心和暗纹中心。 p 实 验 装 置 波程差 减弱 加强 暗纹 明纹 p 暗纹中心的位置： 明纹中心的位置： 无零级暗纹！ k 称为干涉条纹的级次 P S D x O d 干涉条纹 k = 0 k = 1 k = -1 k = -2 k = 2 零级明条纹 +1级明条纹 -1级明条纹 -2级明条纹 +2级明条纹 1. 屏幕中心为零级亮条纹，两侧为平行等间距的明暗相间的直条纹； 4. 当D 、?一定时，Δx与d成反比，d越小，条纹分辨越清。 3. 干涉条纹不仅出现在屏上，凡是两光束重叠的区域都存在干涉，故杨氏双缝干涉属于非定域干涉。 2. 条纹间距： 应用： 利用干涉条纹间距，测量未知光波的波长; k=0 x 0 5. Δx与?成正比，用白光做光源时，除中央明纹是白光外，其它各级条纹是彩色条纹，紫在内红在外； 6.λ1与 λ2为整数比时，某些级次的条纹发生重叠。 k1λ1=k2λ2，高级次的条纹发生交叠而模糊不清。 白光入射的杨氏双缝干涉照片 红光入射的杨氏双缝干涉照片 讨论题： 1. 如果用两个灯泡分别照亮S1、S2缝，能否看到干涉条纹？ 2. S1缝后贴一红色玻璃纸，S2缝后贴一绿色玻璃纸，能否看到干涉条纹？ 例题：在双缝干涉实验中，所用光的波长为587.6nm 双缝与屏的间距D=2.25m，屏幕上产生的条纹间距为0.50mm，求双缝间距d=多少？ 解： 例 杨氏双缝干涉, 要求明确以下问题： 1、如何获得的相干光； 2、明、暗纹条件； 3、干涉条纹特点： 形状、 间距、 级次位置分布； 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 1） 讨论 条纹间距: λ=700nm 550nm 400nm 2） 条纹间距 与 的关系如何？ 一定时， 条纹间距: P 二. 双 镜 三 . 劳埃镜实验 P M L 半波损失 注意 光在界面反射时相位发生突变的现象,称为半波损失现象; (1 ) 当光从折射率大的光密介质， 入射于折射率小的光疏介质 时，反射光没有半波损失。 (2) 当光从折射率小的光疏介质， 正入射或掠入射于折射率大的光 密介质时，则反射光有半波损失。 有半波损失 没有半波损失 洛埃镜实验 当屏幕W移至B处，从S1 和 S2到B点的光程差为零，但实验观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在，反射光具有?的相位突变。 光栏 光在真空中的波长?，速度c，在折射率为n1的介质中的波长为λ1，速度为?1，则 P S1 S2 r1 n1 r2 n2 由此可知：相位差不只由几何路程之差 (r2－r1) 决定，而决定于 (n2 r2－ n1r1) 。 一、光程差 ——叫光程差 光程：光在某一媒质中行进的几何路程r与该媒质的折射率n的乘积nr叫做光程。 ——相位差