2012级光2-2劈尖.ppt

* 牛顿环中心由于接触压力变形引起的并不是一点而是亮或暗圆斑，又因镜面可能有微小灰尘等，引起附加光程差，会带来较大的系统误差。我们可以通过测量距中心较远的、比较清晰的两个暗环半径的平方差来消除附加光程差带来的误差。暗环容易引起视觉注意。 * 牛顿环中心由于接触压力变形引起的并不是一点而是亮或暗圆斑，又因镜面可能有微小灰尘等，引起附加光程差，会带来较大的系统误差。我们可以通过测量距中心较远的、比较清晰的两个暗环半径的平方差来消除附加光程差带来的误差。暗环容易引起视觉注意。 * 迈克尔逊干涉仪,是1883年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作，为研究“以太”漂移而设计制造出来的精密光学仪器。它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。获 1907年诺贝尔物理学奖 迈克尔逊是著名的实验物理学家。 他以精密测量光的速度和以空前的精确度进行以太漂移实验而闻名于世。 * 激光光源是利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源。是一种相干光源。基本原理：把一个光源的一点发出的光束设法分为两束，然后再使它们相遇。分波阵面法（如杨氏双缝干涉、洛埃镜、菲涅尔双面镜以及菲涅尔双棱镜）和分振幅法（如薄膜干涉、劈尖干涉、牛顿环和迈克尔逊干涉仪）为两束，然后再使它们相遇。 * X是条纹数目 * 牛顿环中心由于接触压力变形引起的并不是一点而是亮或暗圆斑，又因镜面可能有微小灰尘等，引起附加光程差，会带来较大的系统误差。我们可以通过测量距中心较远的、比较清晰的两个暗环半径的平方差来消除附加光程差带来的误差。暗环容易引起视觉注意。远处干涉条纹细，定位更准确。 * 作业 7、8、16 * 第五节 迈克尔逊干涉仪 * 它是利用分振幅法产生双光束以实现干涉。 通过调整该干涉仪，可以产生等厚干涉条纹，也可以产生等倾干涉条纹。 主要用于长度和折射率的测量。 获1907年诺贝 尔物理学奖 * 二、迈克耳孙干涉仪实验装置 单色光源 与 成 角 补偿板 分光板 反射镜 反射镜 移动导轨 迈克耳孙干涉仪：与薄膜干涉、劈尖干涉有何联系？ * 反射镜 反射镜 单色光源 的像 * * * 当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条纹. 反射镜 反射镜 单色光源 迈克耳孙干涉仪：综合了薄膜干涉、劈尖干涉。 * 三、迈克耳逊干涉仪的应用举例 １）测量微小位移 　　在M1与M2垂直的情况下，沿光线方向移动M2。条纹将向外扩张或向内收缩。 M1’ 2 2‘? 1 ? S M2 M1 G1 G2 ‘ 　　中心条纹扩张出或向收缩一条， M2 移动?/2n。 n为光传播路径上介质的折射率。 若位移可知，则可以求得 入射光的波长： ２）测量光的波长 所以位移 由薄膜干涉原理 * 作业9 * 第一部分 干涉总结 * 频率相同； 振动方向相同； 有恒定的相位差。 一、光的干涉的基本概念 2、干涉的明暗条纹条件 1、光的相干条件 减弱 加强 * 3、光程、光程差 光程差 光走过的几何路程的长度与折射率的乘积 光程 * 光程差 采用光程的概念就是把光在介质中走过的路程折算成真空中的路程，便于比较不同介质中的相位差。 * 4、 产生相干光的方法 振幅分割法 波阵面分割法 * 光源 一分为二 合二为一 光程差不能太大 光强差不能太大 * 干涉加强、明纹中心位置 干涉减弱、暗纹中心位置 真空中 1、光程差公式 二、分波阵面法产生的干涉 * 2、杨氏干涉条纹的位置 明纹中心位置 暗纹中心位置 3、条纹间距： 4、条纹形状 为一组与狭缝平行,明暗相间的等距离的条纹； 对称分布于中心o点两侧；中央是明条纹。 5、若上下缝各挡不同介质，则零级条纹将会移动。 S * S1 S2 * * O * 1、光线垂直入射: d 1 2 3 两反射光的光程差： 三、分振幅法产生的干涉 （一）、 薄膜干涉 * 2. 干涉加强、减弱条件 明条纹 暗条纹 明条纹 暗条纹 思考：这种薄膜表面的干涉有明暗相间的条纹吗？ k能取负值吗？ k是从零开始取值吗？ * 3、增透膜与增反膜 （1）增透膜： 设镀膜厚度为d，光 程差满足： （2）增反膜： 会计算薄膜的最小厚度 * （2）、干涉加强、减弱条件 明条纹 暗条纹 思考：k是从零开始取值吗？ （二）、等厚干涉 1、劈尖干涉 （1）、光程差公式 k能取负值吗？ * 明纹条件： 同一条干涉条纹对应的膜厚度相同—等厚干涉 第k级明条纹处的膜厚为： 劈尖条纹的形状 （3）、干涉特点： 以空气劈尖为例 问题2：棱边处是明纹还是暗纹？ 问题1：干涉条纹的形状什么样的？ * （4）、条纹改变对应的膜厚度变化： 第k级明条纹处的膜厚为：