光学干涉ppt课件.ppt

行业处理客户投诉的技巧课件神经内科医疗质量及管理规范神经疾病病情观察及能力培养社区老年痴呆的全科诊疗身边的侵害和保护少先队礼仪文化知识培训 第二部分 光的干涉 *§14-9 迈克耳孙干涉仪 §14-8 由分振幅法产生的光的干涉 §14-7 由分波阵面法产生的光的干涉 §14-6 光源 光的相干性 一、光源 发射光波的物体 1.热辐射 加热维持物体的温度，辐射就能持续进行下去 光波就是电磁波，任何物体都辐射电磁波 白炽灯 太阳 §14–6 光源 光的相干性 称为热辐射 电致发光 2.发光 需依靠一些激发过程获得能量维持辐射 光致发光 化学发光 半导体发光二极管 闪电 荧光玩具 节能灯 萤火虫 霓虹灯 3.同步辐射光源 运动的电子迅速损失能量产生的辐射 优异的准直性和易脉冲化等特性 应用：为晶体结构研究，生物大分子和生物蛋白的结构研究提供了高性能的光源 北京的正负电子对撞机可提供同步辐射光 在同步辐射加速器中速度接近光速作环形 特点：方向性好、亮度高，还具有连续性、 1.普通光源（非激光光源）的发光机理 动方向一定、振幅不变或缓慢变化的正弦波 波列 波列长L = ? c 二、光的相干性 每一波列持续时间约为 或分子运动状态改变时发出 波列长度的数量级为L = 0.1 m 两波列的干涉现象无法觉察 普通光源发出的光是由构成光源的大量原子 原子发出的每一列光波是一段有限长的、振 因波列持续时间过短 振动方向和频率不一定相同，相位间无固定关系 不同原子发的光 同一原子先后发的光 同一原子 不同原子 频率相同，振动方向相同，在相遇点有恒定相位差 结论：两个独立光源发出的光波或同一光源 两列波为相干波的条件： 发出的波列 先后发出的波列 两部分发出的光波在相遇区观察不到干涉现象 2. 相干光的获得方法 波列再令其重叠发生干涉 为得到明显的干涉现象，还必须满足： 在相遇点两列光波的光程 在相遇点两列光波的振幅不能相差太大 光程差 r1n1- r2n2 相干长度一波列长 应尽量接近 路程 r1 路程 r2 介质折射率 n2 介质折射率 n1 为实现光的干涉，可以从同一波列分离出两个 （几何路程与介质折射率的乘积）不能相差太大 通常产生相干光源的两种方法： 分波阵面法 分振幅法 光的波阵面分成两部分 和透射将入射光的振幅分成两部分 利用并排的孔或缝或利用反射和折射将入射 利用两种透明介质的分界面对入射光的反射 3. 目前最好的相干光源——激光光源 激光的波列长度比普通光源长得多，例如氦氖激光器产生的激光相干长度可达几千米，再加上良好的单色性和方向性等，能产生易于观察和测量的干涉现象 一个正在辐射激光的激光器 激光产生的全息图像 一、杨氏双缝实验 S1 S2 S 接收屏上形成的干涉图样 狭缝视为缝光源 光源 双缝 接收屏 位于同一波阵面上，相位相同，成为相干光源， §14-7 由分波阵面法产生的光的干涉 发出的子波在相遇区发生干涉 缝光源S 产生柱面波，双缝S1和S2与S 等距， 狭缝 缝光源 因Dd，S1、S2 发出的光波到P 点的波程差为 =d sin ? ? d tan ? OP = x r1- r2 = S2B 1. 单色光入射时屏上亮暗相间干涉条纹位置的计算 P · r1 ? r2 ? x x D O S1 S2 M B d 波程差计算 垂直于缝长的平面内同相面 若 即 初相相同的两相干波叠加后加强与减弱的条件为 合振幅最大 合振幅最小 出现亮条纹 若 即 出现暗条纹 亮条纹级次 暗条纹级次 2.杨氏双缝干涉的特点 单色光干涉，相邻亮条纹（或暗条纹）的间距为 干涉条纹等距离分布 白光干涉，只有中央亮条纹是白色，其他条纹发生重叠，形成彩色条纹 亮条纹间距 暗条纹间距 中央亮纹 干涉条纹间距与单色光波长成正比 二、菲涅耳双镜实验 S1和 S2相当于 相邻亮条纹（或暗条纹）的间距为 出现亮暗条纹的条件 光源 接收屏 M1中镜像 M2中镜像 镜面 两个相干光源 与杨氏实验结果的类似 例题14-1 菲涅耳双镜ε=10-3rad，单色线光源 解 （1）cosε≈1，sinε≈ε=10-3 （2）当ε=10-2rad时，有 (2)若ε=10-2rad，问条纹间距将怎样改变？ (1)求屏上两相邻亮条纹的间距； S与两镜交线平行，r =0.5m，l =500nm，L=2m。 要获得较大的条纹间距，ε必须很小 ε 变大时，条纹间距将变小 三、劳埃德镜实验 平面镜MM下表面涂黑，光仅从上表面反射 S 和 S相当于两个相干光源 实验结果表明： 杨氏实验结果 光源 MM中镜像 小平面镜 接收屏 此处出现暗条纹 称为半波损失 反射光相位