光的干涉(B班10年4月打印版).ppt

一、光的衍射现象 缝宽比波长大得多时，光可看成是直线传播 缝宽可与波长相比较时，出现衍射条纹 光 的 衍 射 第一节 光的衍射 惠更斯—非涅耳原理 圆 孔 衍 射 S 近 场 衍 射 （ 菲 涅 耳 衍 射） S 线 光 源 f1 单 缝 衍 射 f2 远场 衍 射（ 夫 琅 和 费 衍 射 衍 射） 二、惠更斯-菲涅耳原理 从同一波面上各点所发出的子波，经传播在空间某点相遇时，也可相互叠加而产生干涉现象。 波 面 S 菲 涅 耳 具 体 提 出 各次波在P点引起的合振动由光程差确定 且dA随 的增大而减小， 并 认 为 时，dA=0 第二节 单 缝 夫 琅 和 费 衍 射 f1 f2 光强 单缝 C 一. 菲涅耳半波带法 相邻两个半波带的各对应点之间的光程差为 ?/2 a 暗 明 注：公式中 前面的系数为单缝所能分成的半波带数，而公式中的 k 为条纹的级次 单缝边缘两点之间对应的光程差为: 二.讨论： 其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。 1.单缝所能分成的半波带数取决于衍射角 2.中央明纹半角宽即为第一级暗纹对应的衍射角 3.白光照射 中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩色条纹,紫光在内,红光在外。该衍射图样称为衍射光谱。 4.缝越窄（ a 越小），条纹分散得越开，衍射现象越明显；反之，条纹向中央靠拢。 几何光学是波动光学在 时的极限情况 当 或 时会出现明显的衍射现象 思考1：上下前后移动狭缝位置，条纹是否移动？ 思考：上下移动透镜，条纹是否移动？ 6.将装置放在折射率为 n的透明液体中，则 暗 明 单缝边缘两点之间对应的光程差为: 7.斜射 D 暗 明 C - P Q R 例1：如图，波长为 的单色平行光垂直照射单缝，若由单缝边缘发出的光波到达屏上P、Q、R三点的光程差分别为2 、2.5 、3.5 ,比较P、Q、 R三点的亮度。 例2：在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为?的单色光垂直入射在宽度为a＝4 ?的单缝上，对应于衍射角为30°的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为 (A) 2 个． (B) 4 个． (C) 6 个． (D) 8 个． ［ ］ 例3、根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 (A) 振动振幅之和． (B) 光强之和． (C) 振动振幅之和的平方 (D) 振动的相干叠加［ ］ 第四节 衍 射 光 栅 反射光栅 透射光栅 a为透光宽度 b为不透光宽度 光栅常数 d=a+b 一、 光栅衍射图样 光栅每个缝形成各自的单缝衍射图样 sin? I 光栅缝与缝之间形成的多缝干涉图样 I / I 0=1 sin? 衍射装置 光栅衍射图样是多缝干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。 I / I 0=1 ? P ? O a+b ? f 二、光栅方程 k=0,1,2,3 · · · （主极大） 相邻两个主极大明条纹间有（N-1)个暗条纹， （N-2)个次极大， 主极大半角宽?????d （见马文尉书） N=2 N=6 I / I 0 sin? 缝数 N 越多，主极大的半角宽越小，条纹越细锐。 相邻两个主极大之间的角间距 (a+b)·sin?=k? 光栅常数越小，条纹分得越开，越清晰 a·sin?=2k?（?/2）=k? 缺级现象 (a+b)·sin?=k? 所得 K值就是所缺的级次 （缝间干涉极大） （单缝衍射极小） 即： （ 原则上可取 k’＝1，2，3…，但必须同时满足k为整数） 如： 令 k’＝2，4，6，… 得 k＝3，6，9 … 处缺级 * * E1 E2 E3 －13.6 ev －3.4 ev －1.5 ev 0 波列长度 2、光源的发光特性: 间隙性, 随机性 光 的 干 涉 第一节 光源 光的相干性 1、光源的发光机理 一、普通光源 同一个原子前后发出的两个波列之间互相独立,没有任何关联;各个原子发出的各个波列之间互相独立,没有任何关联 1 、分波振面法 （ 杨氏干涉） 将光源上同一发光点发出的光波设法分成两束，使它们通过不同路径再相遇，而产生相干叠加。 2、分振幅法（ 薄膜干涉） I1 I2 I 二、获得相干光的方法 3、光的单色性及相干长度 普通