[理学]第18章光的干涉22.ppt

(2) 透射光的光程差 红光 紫光 紫红色 潜水员能看到的光满足： 二、镀膜技术 在光学器件中，可在表面镀膜，来改变反射与透射光的比例。有增透膜，增反膜。 例如：较高级的照相机的镜头由 6 个透镜组成，如不采取有效措施，反射造成的光能损失可达 45%~90%。为增强透光，要镀增透膜，或减反膜。复杂的光学镜头采用增透膜可使光通量增加 10 倍。 增透膜： 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。 增反膜： 利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，反射光因干涉而加强。 S M 劈尖角 １. 劈 尖： 夹角很小的两个平面所构成的薄膜 空气劈尖 平行单色光垂直照射实气劈尖上，上、下表面的反射光将产生干涉，出现明暗相间的干涉条纹。 现象： 三、等厚干涉、劈尖、牛顿环 干涉条纹分布 厚度为d 处，两相干光的光程差为 干涉条件 （明纹） （暗纹） 厚度相同的地方均满足相同的干涉条件 ——等厚干涉 暗条纹 = + = = + = 明条纹 L L 2 1 0 2 1 2 3 2 1 2 2 , , k ) k ( , , k k d n l l l ? 3）任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离 b为： 2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差 θ 小，b大，干涉条纹稀疏 θ 大，b小，干涉条纹越密 4）当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。 只有θ很小的劈尖上才能行成明显的干涉条纹 讨论 1）劈尖 劈棱处为暗纹 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. 5 ）干涉条纹的移动 干涉膨胀仪：利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数 样品 平板玻璃 石英圆环 样品受热向上平移?/2 的距离，上下表面的 两反射光的光程差减小?。劈尖各处的干涉条纹发 生明?暗?明(或暗?明?暗)的变化。如果观察 到某处干涉条纹移过了N 条，即表明劈尖的下表 面平移了N·?/2 的距离。 空气劈尖 劈尖干涉的应用 ▲ 测波长：已知θ、n，测 b 可得? ▲ 测折射率：已知θ、 ? ，测 b 可得 n ▲ 测细小直径、厚度 依据公式 ▲ 测表面不平度 等厚条纹 待测工件 平晶 条纹向薄膜变厚方向弯曲，则待测工件表面有凸起。 弯至相邻正常条纹处，说明凸起高度为1/2λn 等厚干涉条纹 劈尖 不规则表面 例.两块平板玻璃构成一空气劈尖,长L=4cm,一端夹住一金属丝,如图所示,现以波长为?=589.0 nm 的钠光垂直入射. (1)若观察到相邻明纹（或暗纹）间距离 b=0.1mm，求金属丝的直径 D =？ (2)将金属丝通电，受热膨胀，直径增大，在此过程中，从玻璃片上方离劈棱距离为 L/2 的固定观察点上发现干涉向左移动 2 条，问金属丝的直径膨胀了多少？ 解:(1)如图 (2)相邻明纹间的厚度差为?/2，在劈尖中部,干涉条纹向左移两个条纹,说明在该处厚度增加2??/2，根据三角形的相似关系可有： 牛顿环实验装置 牛顿环干涉图样 S L 显微镜 M半透半反镜 T 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 ２.牛顿环 光 学 光学是研究光的传播以及它和物质相互作用问题的学科。 光学通常分为以下三个部分： ▲ 几何光学： 以光的直线传播规律为基础，主要研究各种成象光学仪器的理论。 ▲ 波动光学： 研究光的电磁性质和传播规律，特别是干涉、衍射、偏振的理论和应用。 ▲ 量子光学： 以光的量子理论为基础，研究光与物质相互作用的规律。 光 学 光是一种电磁波 平面简谐波波动方程： (x轴正向传播) 相距 两质点的相位差： 波动复习 光从波疏介质→波密介质时， 入射波在界面处反射时位相发生突变的现象。 半波损失： 当两相干波源为同相波源时φ1=φ2，上述条件写为： 干涉加强 干涉减弱 干涉加强 干涉减弱 称 为波程差 干涉加强、减弱的条件： 波的干涉: 真空中的光速 可见光的范围 相应光色：紫、蓝、青、绿、黄、橙、红 单色光? 具有单一频率的光 复色光? 由各种频率组成的光 波动光学中，在同一介质中光强为： 第18章 光 的 干 涉 一. 光源----能发射光波的物体 普通光源的发光机制 原子能级及发光跃迁 基态 激发态 跃迁 自发辐射 (不同原子发的光)独立 · · 独立(同一原子先后发的光) 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. 18-1 光源 相干光 光程 1. 不同原子发的光不是相干光 2.同一原子先后发的光不是相干光 结论: 分波阵面方法 分振幅的方法 二、获得相干光的途径（方法）