半波损失。-3.ppt

利用等厚干涉可以测量微小的角度。下图为折射率n=1.4的劈尖形介质,用? =700nm的单色光垂直照射，测得两相邻明条纹间距l=0.25cm ? l 由于θ很小 例 求 解 劈尖角θ 扩展光源 屏幕 透镜 n 对于厚度均匀的薄膜，扩展光源投射到薄膜上的光线的光程差，是随着光线的倾角（即入射角i）不同而变化的。倾角相同的光线都有相同的光程差 ，因而属于同一级别的干涉条纹，这种干涉叫做等倾干涉。 三、薄膜的等倾干涉 i i 反射光2 反射光1 · S 1 2 1、光程差的计算 因为 光程差 考虑半波损失,实际光程差为： 明纹 暗纹 · · i1 f o e n1 n1 n2 n1 面光源S r环 P i1 · L2 f P O r环 n1 n1 n2 n1 A C D · a2 a1 点光源S i1 i1 i1 i1 · · B · 2、点光源与面光源： 点光源照射 面光源照射 · 入射角相同的光线分布在锥面上，对应同一级干涉条纹。 面光源上不同点而入射角相同的入射光，都将汇聚在同一级干涉环上（非相干叠加），因而面光源照明比点光源照明条纹明暗对比更鲜明。 （1）形状：一系列同心圆环； （2）条纹级次分布： 3、条纹特征： 靠近环心的条纹干涉级别高； （4）条纹间距：入射角增加时，条纹间距减小，内疏外密； 增透膜: 能减少反射光强度而增加透射光强度的薄膜。 4、等倾干涉的应用： 增反膜: 能增加反射光强度而减少透射光强度的薄膜。 多层高反射膜 H L ZnS MgF2 H L ZnS MgF2 在玻璃上交替镀上光学厚度均为?/4的高折射率ZnS膜和低折射率的MgF2膜，形成多层高反射膜。 美国物理学家，主要从事光学研究，有生之年一直是光速测定的国际中心人物。 (1)1879年他用自己改进了的傅科方法，获 得光速值为299 910±50km/s； (2)1887年的迈克耳孙—莫雷实验，否定了以 太的存在，它动摇了经典物理学的基础； (3)1893年首倡用光波波长作为长度基准； (4)1920年第一次测量了恒星的尺寸（恒星参宿四 ）； (5)1907年获诺贝尔物理学奖。 A. Michelson (1852-1931) 5、迈克耳逊干涉仪 P S M2 M1 G1 G2 L M2 （1） 干涉仪结构 d （2） 工作原理 光束 1 和 2 发生干涉，光程差： (无半波损失) (有半波损失) 或 加强 减弱 距离 d 每变化半个波长，则干涉条纹移过1条;若M1平移 ? d 时，干涉条纹移过 ? n条，即 装置优点：设计精巧，两束相干光完全分开，可以方便 的改变任一光路的光程。 (3) 应用 1、微小位移测量（误差不超过±? / 2） 2、测波长 用氦氖激光(632.8nm)作光源,迈克耳逊干涉仪中的M1反射镜移动了一段距离,数得干涉条纹移动了792条 例 求 M1移动的距离。 解 若已知光源的波长，利用此方法可以精密测定长度；若已知长度，则可以测定光源的波长。 空气的折射率n 。 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入l=10.0cm 长的玻璃管，其中一个抽成真空，另一个储有压强为1.013×105Pa的空气，用以测定空气的折射率n 。设所用光波波长为546nm，实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气，直至压强达到1.013×105Pa 。在此过程中，观察到107.2条干涉条纹的移动 例 求 解 设玻璃管充入空气前，两相干光之间的光程差为 Δ1 ，充入空气后两相干光的光程差为Δ2 ，根据题意，有 因为干涉条纹每移动1条，应对于光程变化1个波长，所以 故空气的折射率为 (1) 屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为 一系列平行的明暗相间条纹 (4) 当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地排列着几条彩色条纹 讨论 (2) 已知 d , D 及Δx,可测? (3) Δx 正比 ? , D ; 反比 d 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 条纹间距 与 的关系如何？ 一定时， 条纹间距 与 的关系如何？ 一定时， 问题探讨： 1.杨氏双缝干涉实验如何动摇了牛顿的粒子说？ 牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象.