大学物理-第十二章-波动光学2.pptVIP

第十二章波动光学;一、光是电磁波：是频率在一定范围内电磁波〔波长在400～760nm)，是对人眼能产生视觉的电磁波。电磁波是横波。;二、电磁波谱;?=(E2-E1)/h;2.激光光源：受激辐射;三.光的相干性;非相干光源;p;§12.2双缝干预;明纹位置;(1)一系列平行的明暗相间的条纹；;例题：用白光作光源观察杨氏双缝干预，设缝间距为d，缝面与屏距为D，试求能观察到的清晰可见光的级次。;将?红=7600?，?紫=4000?代入得K=1.1

因为k只能取整数，所以应取k=2;§12.3光程与光程差;……;例：杨氏双缝实验中，P为屏上第五级亮纹所在位置。现将

一玻璃片插入光源发出的光束途中，则P点变为中央

亮条纹的位置，求玻璃片的厚度。;§12.4薄膜干预〔一〕;明纹;等倾条纹照相和观察等倾条纹的实验装置如下图;二.面光源照明时，干预条纹的分析;当光线垂直入射到薄膜上时

光程差为:;平行光接近垂直入射，在上、下外表反射的光相干迭加，在外表处看到干预条纹。;干预条纹分布的特点：;(4)当某种原因引起膜的等厚线发生变化时，将引起条纹作相应地移动。;测外表不平度;在透镜与平玻璃之间形成“环状”的〔空气〕劈尖，膜的等厚线是以接触点O为圆心的一系列同心圆环，故干预图样为一组同心圆。;明环;干预条纹的特点：;利用牛顿环装置可以测量透镜的曲率半径：;压;光束2′和1′发生干预;.;各种干预条纹及M1，M2相应位置如图示：;例题：为使波长为550nm的黄绿色光透射增强，反射减弱,需要在像机镜头上镀一层MgF2薄膜——增透膜，n=1.38,求薄膜的最小厚度。;例题：以白光垂直照射到空气中的厚度为380nm的肥皂水膜上，肥皂水的折射率为1.33，试分析肥皂膜的正面和反面各呈现什么颜色？;上表面反射;例题在半导体器件生产中，为测定硅片上的SiO2薄膜厚度，将薄膜一侧腐蚀成劈尖形状，如图。用钠黄光从空气中垂直照射到SiO2外表上，在垂直方向上观察SiO2劈尖膜的反射光干预条纹，看到有七条暗纹，第七条恰位于MN处，问薄膜的厚度？;第七条暗纹，k=6;(以太);两束光进入人眼的时间差;将整个装置转过90°，光程差改变2δ??条纹应移动;光的衍射〔Diffractionoflight〕;光源;三、惠更斯—菲涅耳原理;§12.9夫琅和费单狭缝衍射;单色平行光垂直照射到缝宽为a的单缝上，衍射角为θ的一组平行光，经透镜后聚焦于屏上P点。;当光程差?=asin?=2×?/2时,;当?=2?时，可将缝分成四个“半波带”，

它们发的光在P处两两相消，又形成暗纹……;三、单缝衍射明暗条纹条件;四.衍射图样;明纹宽度;中央明纹;总结：;中央亮纹最亮，其宽度是

其他亮纹的两倍；

其他亮纹的宽度相同；

亮度逐级下降〔为什么？)。;条纹散开了;分析与讨论：;回忆：在讲杨氏

双缝干预时,我们

并不考虑每个缝

的衍射影响，

当时一再申明：

缝非常非常的细.;2.干预和衍射的联系与区别：;例题：单缝宽a=0.5mm，透镜焦距f=50cm，今以白光垂直照射狭缝，在观察屏上x=1.5mm处看到明纹极大，求：

〔1〕入射光的波长及衍射级数；

〔2〕单缝所在处的波阵面被分成的波带数目。;K=1时，λ1=10000?；

K=2时，λ2=6000?符合题意；

K=3时，λ3=4286?符合题意；

K=4时，λ4=3333?。;例题：在单缝夫琅和费衍射实验中，垂直入射的光有两种波长，λ1=4000?，λ2=7600?。单缝宽度a=1.0×10-2cm，透镜焦距f=50cm。求两种光第二级衍射明纹中心之间的距离。;例题：用波长=400nm和=700nm的混合光垂直照射单缝，在衍射图样中，的第级明纹中心位置恰与的第级暗纹中心重合，求和。试问的暗纹中心位置能否与的暗纹中心位置重合。;§12-11光栅衍射;λ;;二.光栅;三.光栅衍射;暗纹条件：N个缝在P点的N个振幅的矢量合为零。;;光栅衍射条纹的特点;斜入射的光栅方程;例题：用每毫米刻有500条栅纹的光栅，观察钠光谱线〔589.3nm)问⑴平行光垂直入射时，⑵平行光以30°入射时，最多能看到第几级条纹？总共有多少条条纹？;⑵;干预：参与相干叠加的各光束是按几何光学直接传播的。;双缝干预;