第1章，光的干涉习题课.ppt

一、光的相干叠加理论 作业： * * 式中?为两相干光束在场点的相位差． 讨论： 1、 ??=?2k?, k=0, 1, 2,…, I=Imax,干涉极大； 2、 ?? = ?(2k＋1)?, k=0, 1, 2,…, I=Imin,干涉极小； 3 、I?I1+I2, 多出　　　　　　　项为干涉项， ??随空间位置(d2-d1)而变，与时间无关。 　　　　　 －－相干叠加 光强公式： 二、杨氏干涉装置 　 1　装置结构 D 屏幕 单孔屏 双孔屏 a d P 时，光强取得极大值I=4I0 K为明条纹干涉级次。 形成明条纹。 2　讨论(令I1=I2)： 明条纹位置： ? 、D、d 变化时，零级条纹中心的位置不变。 即 时，光强取得极小值I=0 形成暗条纹。 K为暗条纹干涉级次。 暗条纹位置： 屏幕上相邻两个明条纹（或暗条纹）中心之间线距离，称为条纹间距： 3): 条纹间距 可见，屏幕上的条纹间距与波长成正比，与 D成正比，与双缝间距 d 成反比。 三、等倾干涉 具有相同倾角的光线,会聚在无穷远处(或焦平面上)的同一条干涉条纹上，条纹的形状为具有相同倾角的点的轨迹． 等倾干涉明条纹中心满足 (1) 光源是扩展光源，所有i相同的光线会聚于同一条，因此条纹更亮（定域条纹）。 (2) 光程差公式： 当光线垂直入射时 当 时 当 时 强调：半波损失的判断 明纹 暗纹 （一） 劈 尖 四、等厚干涉 2 2 l + = nd ? 劈尖干涉 （明纹） （暗纹） 讨论 1）劈尖 为暗纹. 3）条纹间距b（明纹或暗纹） 2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差 劈尖干涉 2）测膜厚 1）干涉膨胀仪 劈尖干涉的应用 空气 3）检验光学元件表面的平整度 4）测细丝的直径 五、 牛顿环 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 暗环半径 明环半径 测量透镜的曲率半径 屏幕中心满足 两边微分 d 每减少?/2： 视场中心内陷一个条纹，视场内条纹向中心收缩，条纹变稀疏． d 每增加?/2： 视场中心外冒一个条纹，视场内条纹向外扩张，条纹略变稠密． 六、迈克耳孙干涉仪 透射光光强分布： 七、法布里—珀罗干涉仪 透射光强 习题1. 如图所示，S1和S2为空气中两个同相的相干点光源。S1P=S2P。相干光束1和2分别穿过折射率为n1和n2、厚度为t的透明薄片，两光束在P点的光程差是多少？ S1 S2 t n1 n2 t P 习题2. 求杨氏实验中下列情况下零级明纹的位置。设双缝间距为d，缝距屏为D： （1）波长为?的单色平面波以倾角?（入射线与缝法线间夹角）入射到双缝上； （2）从点光源到两缝S1、S2的距离分别为R1、R2（ R1＞R2 ）； （3）在下缝后放一折射率为n、厚度为l的透明介质薄片。 习题3. 一块玻璃片上滴一油滴，当油滴展开成油膜时，在单色光（?=600.0nm）正入射下，从反射光中观察油膜所形成的干涉条纹。油折射率n1=1.20，玻璃折射率n2=1.50，试问： （1）油滴外围（最薄的）区域对应于亮区还是暗区？ （2）如总共可看到5个明纹，且中心为明纹，问中心点油膜厚h为多少？ （3）油膜继续展开，条纹将怎样变化？ 解： （1）因油膜上下两表面的反射光均有半波损失，故反射光的光程差?=2n1e。油滴外围区e-0，?-0，所以是亮区。 （2）因由中心点到边缘共有4个条纹间距，所以： （3）油膜继续展开，条纹将向中心收缩，条纹数目减少，且条纹间距变大。当最大膜厚e?/2n1时，整个油膜将成为一片亮区。