光的干涉(姜)浅析.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 则 光源线度b越小，干涉孔径角ω越大，光源的 空间相干性越好。 例；薄膜干涉 ω ω 0 b ∞ 可用面光源 一 光程与光程差 1.光程 ① 定义:光程 = 波程×折射率 意义；光在 介质中走 r 的距离相当在 真空中走 nr 的距离。 相当 位相; 时间； ②位相差= ×光程差 fuxi ③加强与削弱的条件 相干相长 相干相消 K=0，1，2，3 … 2.物像之间的等光程性 例； s S’ a b c d e s S’ a b c 二 双缝干涉（分波面） 明纹: 暗纹: 光程差: 条纹间隔: 条纹特点: 1.一系列等间隔平行明暗相间 的条纹. 2. P 25-31 三 薄膜干涉 1. 光程差 当 或 时没有 半波损 2 应用；(1) 增透膜 (2) 增反膜 P43-46 3.劈尖干涉 相邻两条纹高度差： 条纹间隔: 光程差： 亮纹: 暗纹: P61-62 劈尖最大厚度: 条纹间隔数×λn/2 4. 牛顿环 光程差： 亮纹: 暗纹: 相邻两条纹高度差： 半径与膜厚的关系： * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 亮纹: K=1, 2, 3…. 暗纹: K=0.1.2…. 讨论; 劈尖处为0级暗条纹证明了半波损 的存在。 （2）条纹位置 （3）条纹间隔 α 相邻两暗（亮） 条纹高度差： 设条纹间隔（宽度）为△x，劈尖夹角 为α。则： 0 1 2 3 4 5 k (3) △x 与劈尖夹角α成反比。 (5) 应用；测平整度，测膜厚 讨论:(1) △x 与级数 k 无关 — 等间隔。 ; (2) △x 与λ成正比—入射复色光 时为彩色条纹。 (4) 相隔一个条纹间隔两点薄膜高度 差为半个波长(介质中). 劈尖的应用: 测波长：已知θ、n，测 L 可得? 测折射率：已知θ、 ? ，测 L可得 n 测细小直径、 测表面不平度 等厚条纹 待测工件 平晶 待测样品 石英环 ? 平晶 干涉膨胀仪 依据公式 厚度、 微小变化： 例1 上玻璃板绕劈尖转动 α角变大，条纹变密,零级暗纹不动 例1 例2. 上玻璃板向上平动 条纹向劈尖方向平移 条纹间隔不变 薄膜厚度每增大半个波长，条纹向劈 尖方向平移一条(一个条纹间隔). 例2 k-1 k k+1 工件 工件 例3 试根据干涉条纹弯曲形状判断工件表 面是凹还是凸，并用图中所标尺寸计 算纹路尺寸。 例3 解； A B C D E F G I ∵ AB=CD ∴ EB=CF=H AF=a，CI=b ∵△AFC～△CIG ∴ 3.0mm 2.1mm Li Li SiO2 Si 920 (nm) Li 2. 牛顿环 (1) 光程差 (2) 条纹位置 明纹； 暗纹； K=1,2,…. K=0,1,2….. n Ⅱ 牛顿环 牛顿环照片 R 明环； 暗环； （3）条纹半径 (4)条纹间隔 条纹级数 k 越高，条纹间隔越小 分别测量第k+m级和第k级暗环半径 则有 平晶 和 应用；(1)测球面半径 球面质检 在牛顿环实验中 589 nm 4.00 mm 6.00 mm 暗环 6.79 m Li Li Li 17-5 迈克尔迅干涉仪 时间相干性 17-5 迈克尔迅 干涉仪 续上 M2’ 等倾吐级 等倾吞级 等厚移级 二 时间相干性 问题；光程差太大为什麽无干涉现象。 关键；最大光程差应小于 波列长度. 二 时间相干性 相干长度——波列长度 相干时间—— --时间相干性好 证明； 从单色性考虑；最短波长为 最长波长为 I x 5 0 1 2 3 4 6 ? - (??/2) 3 ? + (??/2) 0 1 2 5 4 合成光强 *三 空间相干性 双缝干涉，单缝宽度b越大，条纹越不清晰。 b 分析；单缝可看作很多线光源，屏上为所有线 光源干涉条纹的不相干迭加。 *三 空间相干性 （2）当单缝上边缘产生的零级亮条纹下移半个 条纹间距时，即在原零