《光学教程》第五版姚启钧第三章光的干涉.ppt

第三章 光的干涉 3.1 光的电磁理论 3.2 波的叠加和相干条件 3.3 干涉图样　干涉条纹的可见度　　　　　　　　　　　　 3.4 分波面双光束干涉 3.5 菲涅耳公式 3.6 分振幅薄膜干涉（一）——等倾干涉 3.7 分振幅薄膜干涉（二）——等厚干涉 3.8 迈克耳孙干涉仪 3.9法布里-珀罗干涉仪 多光束干涉 3.10干涉现象的一些应用 牛顿环 3.9.2 法布里——珀罗干涉仪 多光束 振幅：A0(1-?), A0(1-?) ?, A0(1-?) ?2 ……. 位相差： E=A0(1-?)+A0(1-?) ?e iΔ?+A0(1-?) ?2 e i2Δ? +……. = p36 反射率 条纹特点： 不清晰 清晰 1. 2. 3. 4. 精细度 透射光强： 称为艾里函数 I0 ?=0.04 ?=0.50 ?=0.25 0 ? 2? 3? 4? 5? 6? 7? 8 ? ?? ?=0.90 3.10 干涉现象的一些应用 牛顿环 3.10.1检查光学元件的表面 等厚条纹 待测工件 平晶 迎劈楞观察，条纹向劈 楞方向弯曲，工件下陷 迎劈楞观察，条纹反劈 楞方向弯曲，工件上凸 对应 待测工件 对应 待测工件 3.10.2 镀膜光学元件 a. 增透膜 使得反射光干涉相消 n1 n2 n3 光程差 （垂直入射） --光学厚度 由光在两介质表面反射率接近相等 p70 在玻璃上镀MgF2 n1=1 n2=1.42 n3=1.50 (1) 若反射光相消（增透）干涉的条件中取 k = 1，膜的厚度为多少？(2) 此增透膜在可见光范围内有没有增反？ [例]用波长 的单色光从空气垂直入射，照相机镜头 的折射率为n3=1.5，上面涂一层 n2=1.38 的氟化镁增透膜。 解：因为 ，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是： 代入k =1 和 n2 求得： 此膜对反射光相长（增反）的条件： 在可见光范围内（400-700 nm），波长412.5nm的光有增反。 b. 增反膜 n2n3, n2n1 必须有: 光程差 3.10.3 测量长度的微小改变 ?h 待测块规 λ 标准块规 平晶 待测样品 石英环 λ 平晶 干涉膨胀仪 n1=1 n2=1.65 n3=1.50 3.10.4 牛顿环 光程差: 亮环： 暗环: 第k个暗环半径： ∴ 条纹宽度? 第k个亮环半径： (n=1) 暗环 ? 平晶 e r R · ? o 平凸透镜 k = 0, 1, 2, … 内圈的条纹级次低 条纹特点： a.等厚干涉条纹； b. 中心级次低，边缘级次高； c. 中心疏，边缘密； d. 非单色光照射（白光），红在外，紫在内。 思考 1.平凸透镜向上移,条纹怎样移动? 2.白光入射条纹情况如何？ 3.透射光条纹情况如何？ 牛顿环装置简图 举例：书73页 S 分束镜 M 0 . 显微镜 白光入射的牛顿环照片 第三章结束！ 在杨氏双缝干涉实验装置中，假定光源是单色缝光源， 当装置作如下几种变化时，试简单描述屏上的干涉的 条纹将会怎样变化？ （1）将光源向上或向下平移； （2）将光源缝向双缝移近； （3）观察屏移离双缝； （4）双缝间距加倍； （5）将整个装置放入水中； （6）光源缝慢慢张开； （7）换用两个独立光源，使其分别照明双缝之一。 设l为单色缝光源到双缝的距离，双缝间距为t， 双缝到观察屏的距离为D （1）光源向上平移，条纹向下平移； 光源向下平移，条纹向上平移； （2）将光源缝向双缝移近，l值减小，由于光源的临界宽度 b随之减小。光源缝s的宽度却没变， 所以屏上条纹的可见度下降。 （3）D值增大，条纹间距 ，条纹间距变大 （4） t值增大，条纹间距 ，条纹间距减小。 （5）光源在介质中的波长 条纹间距 所以条纹间距 会变小。 同时在水中光源的临界宽度 ， 即光源的临界宽度会变小，屏上条纹的可见度下降。 （6）光源