光学光的干涉.ppt

1.增透(射)膜： 利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。 2.增反射膜： 利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，因此反射光因干涉而加强。 白光入射的牛顿环照片 劈尖干涉 牛顿环 条纹形状 直条纹 同心圆 条纹间距 等间距 向外侧逐渐密集 条纹公式 零级条纹 暗条纹，直线 暗斑 例 4、真空中，平板玻璃B上对称的放置一圆锥A，如 图，φ为已知， φ很小。当波长为λ的单色平行光垂直 的射向圆锥时，从上方可观测到干涉条纹。求： 解：厚度为d处的光程差为： 1、明暗条纹的位置，其形状如何？ ri d A B φ 根据几何关系： 根据干涉条件： 得出第k级暗纹半径为： 条纹间距为： K=1,2,3…… 2、若平凸透镜稍向左倾斜，干涉条纹有何变化？ 左边的明暗条纹变稀疏，右边的变密。 ri d A B φ 例2、一个折射率为=1.5的透明球冠，其球面半径为R，放在一个n2=n1=1.5,n3=1.75的两种透明物质的两矩形块上，组成一个小角劈尖。求:(1)劈尖为空气时，牛顿环的第k级明纹半径。 解：如图，设第K级条纹的牛顿环半径为rk，该处的光程差为 对亮纹有 即： 故 （k=1,2, ……） 为以接触点为中心的同心圆环，而中心处则为暗纹（ ） 则该处空气膜厚度为: （2）若劈尖中充满n4=1.6的透明物质时，牛顿环如何变化？（设用波长为λ的单色光正入射） 则光程差为: 解：当在劈尖中充满n4=1.6的透明物质时，对条纹半径为r处有 右侧 左侧 对于左右两侧，分别可求出其第k级明暗条纹半径： 例11.已知：用紫光照射，借助于低倍测量 显微镜测得由中心往外数第 k 级明环 的半径 , k 级往上数 第16 个明环半径 ， 平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求：紫光的波长？ 解：根据明环半径公式： 　总结 　 (1)干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹. (2)厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距. (3)条纹的动态变化分析（ 变化时） (4)半波损失需具体问题具体分析. 15.5.3.薄膜干涉（二）——等倾干涉 薄膜的厚度均匀 明纹 暗纹 －光程差决定于倾角 相同倾角i对应同一条干涉条纹 观察等倾条纹的实验装置和光路 i n M L S f 屏幕 条纹特点: 2)条纹间隔分布: 内疏外密 1)形状: 一系列同心圆环 r环= f tan i 3)条纹级次分布: d 一定时， 越靠近中心，级次越高 中心处干涉级最高 倾角i 相同的光线对应同一条干涉圆环条纹 6)若改变膜厚d - d 中心向外冒条纹 ˉ d 中心向内吞条纹 7)光源是白光 ˉ ? i ˉ ? k r - λ —彩色干涉条纹 5) 波长对条纹的影响: 4)膜厚变化时,条纹的移动： i P i f o r环 d n? n? n n? 面光源 · · · 只要入射角i相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加） 对于观察等倾条纹，没有光源宽度和条纹 衬比度的矛盾 ! 面光源在薄膜干涉中的特殊贡献 等倾干涉 如何在实验上区分上述条纹是等倾还是牛顿环? 牛顿环 等倾条纹 15.5.4 应用：增透(射)膜和增反射膜 P S1的光波传至P点，引起的振动为 S2的光波传至P点，引起的振动为 两者的相位差为 15.4.2 光程差 ? 相位差与光程差的关系为 光程差 光干涉明暗的一般条件： 薄透镜不引起附加的光程差。 注意： 透镜的等光程性 s s M A N B 几何路程显然不同,但光程相同. 当同相的平行光入射时经薄透镜 f 会聚在焦平面上,各条光线会聚后 f 结论：薄透镜对物象间各光线不会引起附加的光程差. 总是加强,可见薄透镜只会改变光波的传播路径,并不引起光程差. 相位相同的各点 图中光线SMNS与SABS相比, 例1. 用薄云母片（n = 1.58）覆盖在杨氏双缝的其中一条缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。如果入射光波长为550 nm，问云母片的厚度为多少？ 解： P 点为七级明纹位置 插入云母后，P点为零级明纹 P 0 d 例2 用双缝干涉实验测某液体的折射率，光源为单色光，观察到在空气中的第三级明纹正好与液体中的第四级明纹重合。 求：折射率 解： 空气中双缝干涉条纹第三级明纹位置 液体中双缝干涉条纹第四级明纹位置 该问题反映了杨氏双缝干涉实验的应用。 §15.