光的干涉法布里波羅干涉儀實(shí)用教案

1、以上所講的各種裝置都是兩束光的干涉其干涉光強(qiáng)變化緩慢，最大、最小值的精確位置不易測(cè)定；若兩束光的振幅(zhnf)(zhnf)不等，可見度下降。雙縫干涉光強(qiáng)分布曲線雙縫干涉光強(qiáng)分布曲線-4 -3 -2 - 0 2 3 4 問(wèn)題(wnt)的提出（雙光束多光束）20=4I cos2第1頁(yè)/共17頁(yè)第一頁(yè)，共18頁(yè)。1899年法國(guó)物理學(xué)家法布里和珀羅創(chuàng)制了以他們名字(mng zi)命名的法布里珀羅干涉儀（簡(jiǎn)F-P干涉儀）。用（相位相同的）多光束干涉，可以獲得細(xì)銳明亮且暗紋較寬的明條紋。透射光強(qiáng)透射光強(qiáng)透射光強(qiáng)分布曲線第2頁(yè)/共17頁(yè)第二頁(yè)，共18頁(yè)。單色擴(kuò)展光源一. . 結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)和

2、原理兩平板玻璃內(nèi)表面(biomin)(biomin)鍍高反膜, , 外表面(biomin)(biomin)略傾斜( (為什么？).).焦平面屏幕(d(d固定(gdng)(gdng)時(shí)為法布里珀羅標(biāo)準(zhǔn)具) )第3頁(yè)/共17頁(yè)第三頁(yè)，共18頁(yè)。P P點(diǎn)的光振動(dòng)(zhndng)(zhndng)為多束光振動(dòng)(zhndng)(zhndng)（1 1、2 2、33）在 P P點(diǎn)的疊加，用數(shù)學(xué)式表示：二. . 光強(qiáng)公式(gngsh)(gngsh)(證明見附錄1.5-1.6)1.5-1.6)用復(fù)振幅(zhnf)(zhnf)表示1 1、E2E2光振動(dòng)設(shè) 1 1 的復(fù)振幅為第4頁(yè)/共17頁(yè)第四頁(yè)，共18頁(yè)。由于相

3、鄰(xin ln)(xin ln)兩光束的光程差為所以相鄰(xin ln)(xin ln)兩光束的相位差為上式中 為空氣中的波長(zhǎng) n n2 2是兩板之間形成的膜的折射率， 為 膜內(nèi)的折射角薄膜干涉(gnsh)結(jié)論第5頁(yè)/共17頁(yè)第五頁(yè)，共18頁(yè)。故1 1、E2E2各光束(gungsh)(gungsh)在 P P 點(diǎn)光振動(dòng)的復(fù)振幅為P P 點(diǎn)光振動(dòng)(zhndng)(zhndng)的復(fù)振幅為上式是等比數(shù)列的和，公比為第6頁(yè)/共17頁(yè)第六頁(yè)，共18頁(yè)。(1)(1)透射(tu sh)(tu sh)光光強(qiáng) IT IT：和所以(suy)(suy)由斯托克斯關(guān)系式：第7頁(yè)/共17頁(yè)第七頁(yè)，共18頁(yè)。2()R

4、r第8頁(yè)/共17頁(yè)第八頁(yè)，共18頁(yè)。定義(dngy)(dngy)銳度系數(shù)：24(1)RFR則透射(tu sh)(tu sh)光強(qiáng)可表示為：式中第9頁(yè)/共17頁(yè)第九頁(yè)，共18頁(yè)。由于(yuy)能量守恒，所以* *（2 2） 反射光光強(qiáng) I I R第10頁(yè)/共17頁(yè)第十頁(yè)，共18頁(yè)。透射光強(qiáng)透射光強(qiáng)(3)(3)透射(tu sh)(tu sh)光強(qiáng)分布曲線反射光強(qiáng)反射光強(qiáng)第11頁(yè)/共17頁(yè)第十一頁(yè)，共18頁(yè)。三. . 討論(toln)(toln)相干光強(qiáng)(1) (1) 極大(j d)(j d)極小的位置與 有關(guān). .N2N2和d d為常數(shù)，因此極大極小位置由折射角i2i2決定. .具有相同入射角的光

5、線，在同一干涉(gnsh)(gnsh)級(jí)次上，形成干涉(gnsh)(gnsh)圓環(huán)條紋半徑規(guī)律與邁克耳干涉(gnsh)(gnsh)圓條紋同 證第12頁(yè)/共17頁(yè)第十二頁(yè)，共18頁(yè)。(2) R(2) R越大，透射光能(gungnng)(gungnng)越小, , 明條紋越細(xì)銳. .(3) (3) 反射光與透射光互補(bǔ)(h b)(h b)，透射光強(qiáng)最大處，恰為反射光強(qiáng)極小. .(4) (4) 透射光無(wú)零光強(qiáng)，可見度總是小于, ,當(dāng)r r趨近 1 1 時(shí), ,可見度趨近于 1 1透射光干涉條 紋細(xì)銳 , , 可以作分光元件(yunjin)(yunjin) 相反：反射光可見度等于 1 1 ，但 R R

6、越大明條紋越粗. .雖反射光能量很大，也不能作分光元件(yunjin)(yunjin)第13頁(yè)/共17頁(yè)第十三頁(yè)，共18頁(yè)。* *證明 F F 干涉儀明條紋(tio (tio wn)wn)半徑為證明(zhngmng)(zhngmng)：設(shè)中央為明條紋中心(zhngxn)(zhngxn)，由中心(zhngxn)(zhngxn)外數(shù)第 m m 個(gè)明條紋半徑為rm.rm.中心明條紋滿足第m m個(gè)明條紋滿足插頁(yè)第14頁(yè)/共17頁(yè)第十四頁(yè)，共18頁(yè)。即很小，上式可簡(jiǎn)化為故第 m m 個(gè)條紋(tio wn)(tio wn)半徑為：返回(f(fnhu)nhu)上兩式相減得插頁(yè)(ch(chy y) )第15頁(yè)

7、/共17頁(yè)第十五頁(yè)，共18頁(yè)。上式是分辨本領(lǐng)的又一公式, ,它說(shuō)明, ,分辨本領(lǐng)與條紋的精細(xì)(jngx)(jngx)度有關(guān), ,與干涉級(jí)次有關(guān). . 振幅反射比越大, , 條紋越細(xì)銳, , 分辨本領(lǐng)越；級(jí)次 k k 越大, ,分辨本領(lǐng)越大. .插頁(yè)(ch(chy)y)返回(f(fnhu)nhu)第16頁(yè)/共17頁(yè)第十六頁(yè)，共18頁(yè)。感謝您的觀看(gunkn)！第17頁(yè)/共17頁(yè)第十七頁(yè)，共18頁(yè)。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)以上所講的各種裝置都是兩束光的干涉。以上所講的各種裝置都是兩束光的干涉。第1頁(yè)/共17頁(yè)。1899年法國(guó)物理學(xué)家法布里和珀羅創(chuàng)制了以他們名字命名(mng mng)的法布里珀羅干涉儀（簡(jiǎn)F-