波动光学第01讲 第一节 光的干涉.ppt

第十二章 波动光学 第一节 光的干涉 第二节 光的衍射 第三节 光的偏振 下面是 第一节 光的干涉 简谐波的干涉 资料 相干条件 振动方向有相同成分 驻波、波节、波腹 反射波的半波损失 李白： 为我一挥手，如听万壑松 简谐波的干涉知识回顾 光是一种电磁波，并且是横波 平面电磁波方程 真空中的光速 可见光的范围 光矢量 用 矢量表示光矢量, 它在引起人眼视觉和底片感光上起主要作用 . 光波的性质 光波的光程和光程差、 相位和相位差 光的干涉 资料 光波走过不同介质的相位 定义光程 光程 相位写成 光波的光程和光程差、 相位和相位差 光的干涉 资料 两束光分别走过不同路径的相位 相位差 光程 光程差 相位差与光程差 讨论：干涉加强和干涉相消条件 真空波长 P 2 1 普通光源发光特点： 原子发光是断续的，每次发光形成一长度有限的波列, 各原子各次发光相互独立，各波列互不相干. 1）普通光源的发光机制：产生自然光 原子能级及发光跃迁 基态 激发态 跃迁 自发辐射 怎么产生相干光 波阵面分割法 * 光源 相干光的产生：两束光来自同一光源，频率和初相相同， 如果振动方向相同，就满足相干条件，相遇会发生干涉。 分波面法干涉举例：杨氏双缝干涉 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 干涉加强相消条件 两束光的光程差 几何关系 两式给出 分波面法干涉举例：杨氏双缝干涉 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 例题[1]：（1）计算亮条纹位置和间距；（2）计算暗条纹位置和间距；（3）条纹间距与什么因素有关 例题[2]:整个装置由空气放入水中，条纹有何变化？ 托马斯·杨（Thomas Young，1773～ 1829 ）: 英国医生、物理学家，光的波动说 的奠基人之一。他不仅在物理学领 域领袖群英、名享世界，而且涉猎 甚广，光波学、声波学、流体动力 学、造船工程、潮汐理论、毛细 作用、用摆测量引力、 虹的理论……力学、数学、 光学、声学、语言学、 动物学、埃及学… 下面是双缝干涉的演示 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 1） 若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 2） 条纹间距 与 的关系如何？ 一定时， 劳埃德镜 P M L 半波损失 ：光从光速较大的介质射向光速较小的介质时反射光的相位较之入射光的相位跃变了 ， 相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程差，称为半波损失. 表面平行的薄膜、劈尖、牛顿环、迈克尔逊干涉仪 薄膜干涉：分振幅干涉 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 1表面平行的薄膜干涉 [1]a光与b光的光程差是什么？ 薄膜干涉 [2]如果光线垂直入射，a光与b光的光程差是什么？ 反射光线的半波损失 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 2劈尖干涉 [1]反射光线1光与2光的光程差是什么？ 薄膜干涉 [2]亮纹和暗纹如何分布？如果有半波损失，尖端处亮吗？ 反射光线的半波损失 4 ）干涉条纹的移动 每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚 度位置改变时，对应的条纹随之移动. 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 劈尖 例子 薄膜干涉 反射光线的半波损失 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 天地之间 劈尖 薄膜干涉 反射光线的半波损失 3牛顿环 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 平凸透镜半径与缝隙厚度关系 薄膜干涉 反射光线的半波损失 几何关系 进一步由光程差可以计算干涉环的半径 牛顿环实验装置 牛顿环干涉图样 显微镜 S L M半透半反镜 T 4 ）半波损失需具体问题具体分析 半球形液体薄膜 干涉条纹 例题[1]半球形液体薄膜 干涉条纹 例题[2]半劈尖干涉和牛顿环又称为等厚干涉，为什么可以这样说？ 光的干涉 资料 光程 光程差 相位差与光程差 双缝干涉 4迈克尔逊干涉仪