大学物理___波的干涉课件.ppt

作业 P269　2-1 2-2 例1 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m. (1) 从第一级明 纹 到同侧 的第四级明 纹的距离为7.5mm,求单色光的波长; (2) 若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离. 解 （1） （2） 洛埃镜实验 由狭缝光源S1发出的光，一部分直接射到屏幕上，另一部分以接近90?的入射角射向平面镜，再反射到屏上，这两束光构成相干光。因两束光是由同一波阵面上分出的，所以是分波阵面干涉。 也可以这样理解，从镜面反射的光线好像是从虚光源S2发出的，S1 和S2就构成一对相干光源，恰如杨氏双缝干涉实验中的双缝。当两光相遇时，在相遇区（图中阴影部分）放一屏幕E，就能观察到干涉条纹。 如将屏幕移到与镜端N相接触的位置E?时，因S1L=S2L，则?=0，似乎在接触处应出现明条纹。然而实验表明，N处为暗纹！这说明，直接射向屏幕的光与反射光在N处的相位差发生了数值为?的突变。由于入射光不可能有相位变化，所以只能认为反射光在N处反射时发生了相位突变。实验和理论研究都表明，在正入射和掠入射情况下，当光从光疏媒质入射光密媒质时，反射光会发生相位?的突变。这相当于反射光多走或少走了半个波长，因此也称这种现象为半波损失。计算时必须考虑。 ● 半波损失 干涉相长 当 时，波程差为 干涉相消 半波损失 正入射和掠入射情况下，当光从光疏媒质入射光密媒质时，反射光会发生相位?的突变。 复习 δ o 1.杨氏双缝干涉 屏上出现与缝平行的明暗相间平行等距的条纹 明纹 暗纹 明纹 暗纹 条纹间距 真 空 1.光程、光程差 r1 r2 P S1 S2 10.3 光程与光程差 n d 折射率?几何路程 光程的物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程 , 折合到真空中的路程。 折合的好处是可以统一地用光在真空中的波长来计算光的相位的变化。 真空中的波长 介质的折射率 介质中的波长 2. 透镜不产生附加的光程差 平行光（平面波）在透镜焦点会聚产生亮点，即干涉加强。 焦点 焦点 说明：从与光线垂直的面到焦点，各光线等光程。 例：★ 在双缝干涉实验中，用波长为 632.8 nm 的激光照射一双缝，将一折射率为 n=1.4 的透明的介质薄片插入一条光路，发现屏幕上中央明纹移动了 3.5个条纹，求介质薄片的厚度 d 。 o’ D S1 S2 S a r1 r2 I o o d o’ 解： 插入介质前o’点是4级暗纹位置 插入介质后o’点是0级明纹位置 D S1 S2 a r1 r2 o d o’ θ 0. 薄膜的干涉现象： 水膜在白光下 白光下的肥皂膜 日常生活中，可以观察到水面上铺展的油膜、空气中的肥皂泡在阳光的照射下呈现彩色条纹，这就是由透明薄膜产生的干涉现象。 10.4 分振幅干涉 再利用折射定律 (1) 干涉条件 1.等倾干涉 1）若i 一定（等倾角），δ不变，干涉相长或相消的情况一样，形成的条纹称等倾（角）干涉条纹。 加强 减弱 e 2) 两透射光干涉条件与反射光相反。 4) 干涉加强减弱与膜厚e 、入射角 有关。 (2) 光垂直入射到均匀厚度的膜上的干涉条件 一片均匀亮度，无条纹。 加强 减弱 满足加强条件则反射光干涉加强 一片亮。 满足减弱条件则反射光干涉减弱 一片暗。 在光学器件中，由于表面上的反射与透射，在器件表面要镀膜，来改变反射与透射光的比例。可有增透膜，增反膜。 例如：较高级的照相机的镜头由6个透镜组成，如不采取有效措施，反射造成的光能损失可达45%~90%。为增强透光，要镀增透膜。复杂的光学镜头采用增透膜可使光通量增加10倍。 (3) 镀膜技术 例：为增强照相机镜头的透射光，往往在镜头（n3=1.52）上镀一层 MgF2 薄膜（n2=1.38），使对人眼和感光底片最敏感的黄绿光? = 555 nm 反射最小，假设光垂直照射镜头，求：MgF2 薄膜的最小厚度。 解： 减弱 氟化镁为增透膜 2 3 玻璃 k=1时,膜最薄 通常 k 取 2， 在该厚度下蓝紫光反射加强，所以我们看到镜头表面为蓝紫色。 光垂直入射到均匀厚度的膜上的干涉条件 加强 减弱 e 为使玻璃(折射率为1.523)的反射光增强，需往玻璃上镀一折射率为n(n1.523)的薄膜，问薄膜的厚度可为那些值。若要使反射光减弱情况又怎样？ 若反射光加强e的值应为 若反射光减弱e’的值应为 * * 第10章 波的干涉 第三篇 波动学 ★1 理解波的相干条件及获得相干光的方法，能应用相位差和波程差分析、确定相干波叠加后振幅加强和减弱的条件. ★ 2 掌握光程的概念以及光程差和相位差的关