2011物理光学2-02.ppt

2.1.2双光束干涉 (1)杨氏双缝干涉 由于狭缝S和双缝S1、S2都很窄，均可视为次级线光源。 从线光源S发出的光波经SS1P和SS2P两条不同路径，在观察屏 P点上相交，其光程差为： 在dD，且在y很小的范围内考察时，相应二光的相位差为： ① 如果S1、S2到S的距离相等，ΔR=0，则对应 φ=2mπ(m=0,±1, ±2, …)的空间点： 为光强极大，呈现干涉亮条纹；对应φ=(2m+1)π的空间点： 为光强极小，呈现干涉暗条纹。 因此，干涉图样如图2-2所示，是与y轴垂直、明暗相间 的直条纹。相邻两亮(暗)条纹间的距离是条纹间距ε，且 其中w=d/D叫光束会聚角。 可见，条纹间距与会聚角成反比；与波长成正比，波长 长的条纹较短波长疏。在实验中，可以通过测量D、d和ε， 计算求得光波长λ。 ② 如果S1、S2到S的距离不同，ΔR≠0，则对应于 的空间点是亮条纹；对应于 的空间点是暗条纹。即干涉图样相对于ΔR=0的情况，沿着y 方向发生了平移。 (2) 菲涅耳双棱镜干涉 (3) 菲涅耳双平面镜干涉 (4) 洛埃镜干涉 (5)分波面法的双光束干涉的共同点说明 ①. 在两束光的叠加区内，到处都可以观察到干涉条 纹，只是不同地方条纹的间距、形状不同而已。这种在整个 光波叠加区内，随处可见干涉条纹的干涉，称为非定域干 涉。与非定域干涉相对应的是定域干涉。  ②. 在这些干涉装置中，都有限制光束的狭缝或小孔， 因而干涉条纹的强度很弱，以致于在实际上难以应用。  ③. 当用白光进行干涉实验时，由于干涉条纹的光强极 值条件与波长有关，除了m=0的条纹仍是白光以外，其它级 次的干涉条纹均为不同颜色(对应着不同波长)分离的彩色条 纹。 * 图 2-2 He-Ne激光的双缝干涉实验 1.分波面法的双光束干涉 Δ=(R2-R1)+(r2-r1)=ΔR+Δr 干涉强度较弱。 ??条纹周期性是光波周期性通过干涉效应的另一表现形式，这为实用中通过测量D、d 和来计算出光的波长λ提供了方便 ??条纹代表光程差的等值线,与双缝平行，相对于零级对称分布 条纹特点 不定域干涉，干涉强度较弱。 条纹间距与干涉级次m 无关，即条纹是等间距的。 ??对白光源，除中央亮纹呈白色外，其它各级亮纹变成彩色条纹，且相对于零级对称分布。 例1:杨氏实验中，小孔距离为1mm，观察屏到小孔的距离 为50 cm，当用折射率为1.58的薄片贴住其中一个小孔时 发现条纹系移动了0.5cm，求该薄片的厚度。 D s2 s1 r2 r1 p0 p x 解：未贴薄片时，s1 s2到屏上p0点的光程差为零，贴上薄片时零光程差点由p0移到p点。 贴薄片时p点 *