光学课件第一章1.5迈克尔逊干涉仪2012.9.ppt

2.答：海岸边陡峭壁上的雷达和海面类似洛埃镜装置，沿海面低空飞行的飞机始终处在“洛埃镜”装置的暗点上，因而不能被雷达发现。 3.答：人眼对可见光中不同色的光反应的灵敏度各不一样，对绿光反应最灵敏．而照相底片没有这个性质，因此，拍照出来景物照片的颜色和人眼直接观察的有差别．为了减小这个差别，在照相机镜上镀上一层增透膜，以便使绿颜色的光能量更多地进入镜头，使照片更加接近实际景物的颜色．绿颜色的光增透，反射光中加强的光是它的互补色，因此看上去呈现蓝紫色．  4.答：我们看到的是肥皂液膜对白光的反射相干光．开始时液膜很厚，对白光中很多波长都有反射干涉加强现象，故皂液膜呈现不带色彩的一片白光亮度．然后膜上部最先变薄，上部呈现色彩横带．皂液下流，薄的部位由上向下延伸，色彩区变宽，遍及全膜．上下彩色不同说明膜厚不等，上薄下厚．彩带变宽说明楔形皂膜上部楔角越来越小．呈现一片灰暗色的原因是整个液膜厚度已接近于零，暗光强来于半波突变、k=0.5的原因，这也正是破裂前的现象． 5.答：白光波列长度仅有微米量级，照射厚度为几毫米的窗玻璃时，则因时间相干性太差 ，导致可见度为零，看不到干涉条文． * 明条纹半径为: 暗条纹半径为: 牛顿环干涉条纹中心是暗纹, 边沿级次高, 靠中心级次低．白光作光源，条纹呈彩色. 将d分别代入明、暗条纹光程差公式,得条纹半径 例 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j 级明环 的半径 ,j 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： (1)油滴与玻璃交界处是明环还是暗环? (2)油膜最大厚度? (油:n2=1.60, 玻璃:n3=1.50） (3)油滴逐渐滩开，环纹如何变化? [例4]平面玻璃板上一滴油，用?=576nm的单色光垂直照射，从反射光中看到图示的干涉图谱。试问： 解：因n1n2，n2n3，有一个半波损失 (1) 由暗环条件 在交界处e =0，对应k=0的暗环 (2)中心点为k=3的暗环，油膜最大厚度为 (3)油滴逐渐滩开，外层暗环逐渐向外扩大，中心明暗交替变化环纹级数逐渐减少，最后成一片明亮或黑暗。 § 1.10 法布里—珀罗干涉仪 单色扩展光源 1. 结构和原理 (d固定时为法布里—珀罗标准具) 两平板玻璃内表面镀高反膜, 外表面略倾斜. 焦平面 屏幕 由斯托克斯关系式 当 r 很小时： 透射光1，2，3…振幅值分别为 2. 光强公式 当 r 很大时： 当r ≈１时，它们的强度相差不大，形成为多光束干射． (1)透射光光强 IT： 由于能量守恒，所以 为入射光强． 式中 (2) 反射光光强 I R 透射光强 (3)光强分布曲线 反射光强 3. 讨论相干光强 (1) 极大极小的位置与??有关. n2和d为常数，因此极大极小位置由折射角i2决定.具有相同入射角的光线，在同一干涉级次上，形成干涉圆环．条纹半径规律与迈克耳干涉圆条纹同． (2) ρ越大，透射光能越小,明条纹越细锐. (3) 反射光与透射光互补，透射光强最大处， (4) 透射光无零光强，可见度总是小于１,当 恰为反射光强极小. ρ趋近 1 时,可见度趋近于 1．透射光干 涉条纹细锐 , 可以作分光元件．反射光 可见度等于 1 ，但 ρ 越大明条纹越粗. 虽反射光能量很大，也不能作分光元件. [例2]白光观察折射率为1.30的薄油膜，若观察方向与油膜表面法线成300角时，可看到油膜呈蓝色(波长为480nm), 试求油膜的最小厚度。如果从法向观察，反射光呈什么颜色? 解: 反射光有一个半波损失，根据明纹条件 k=1时有 [例3]测定Si上SiO2厚度d：将SiO2膜的一部分腐蚀 成劈尖形。用λ=589.3nm光垂直入射,观察到7条 明纹,d =? (已知Si:n1=3.42 SiO2:n2=1.50). 解：上下面都有半波损失 棱边处为k=0级明纹 ，故d 处明纹对应于k=6 Si SiO2 例1 精确测量长度变化的仪器如图所示，A为平凸透镜，B为平玻璃板，C为金属柱，D为框架。A，B之间为空气（图中给出A、B接触情况）。A固定在框架边缘上。温度变化时，C发生伸缩。用波长为λ的光垂直照射，试问：（1）若在反射光中观察时，看到牛顿环条纹向中央移动，问这时金属柱C的长度是在增加还是缩短？（2）若观察到10条明条纹向中央移动收缩而消失，问C的长度变化了多少个波长？ A B n3 C D n1 n2 例2 如图所示，两平行玻璃ＯＢ，ＯＡ相交于Ｏ端，另一端夹一金属，细丝，现用波长600nm的单色光垂直入射时，当细丝在ＯＡ上移动，发现干涉条纹向Ｂ移