第十二章光的干涉3

1、首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出1第十八章第十八章 光的干涉光的干涉18-1 18-1 光源光的相干性光源光的相干性18-2 18-2 楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉18-3 18-3 光程與光程差光程與光程差18-3 18-3 薄膜干涉薄膜干涉12-312-3劈尖干涉劈尖干涉 牛頓環(huán)牛頓環(huán)12-4 12-4 邁克耳遜干涉儀邁克耳遜干涉儀首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出2 一、光源一、光源凡能發(fā)光的物體稱為光源凡能發(fā)光的物體稱為光源。1 1、按發(fā)光的激發(fā)方式光源可分為、按發(fā)光的激發(fā)方式光源可分為熱光源利用內(nèi)能發(fā)光，如白熾燈、碳火、太陽等。熱光源利用內(nèi)能發(fā)光，如白熾燈、碳火、太

2、陽等。冷光源利用化學能、電能、光能發(fā)光，如螢火、磷火、冷光源利用化學能、電能、光能發(fā)光，如螢火、磷火、 輝光等。輝光等。作為光學光源的是熱光源。作為光學光源的是熱光源。 2 2、發(fā)光機制、發(fā)光機制熱光源的發(fā)光過程是原子的外層電子進行能級躍遷的過程。熱光源的發(fā)光過程是原子的外層電子進行能級躍遷的過程。 對單個原子對單個原子 一個外層電子躍遷一次，就發(fā)出頻率一定，振動位相一一個外層電子躍遷一次，就發(fā)出頻率一定，振動位相一定，振動方向一定的一個光波列，其持續(xù)時間大約是定，振動方向一定的一個光波列，其持續(xù)時間大約是1010-8-8秒，秒，發(fā)出的光波列的長度（發(fā)出的光波列的長度（L Lc c ) )大約

3、是幾米長；大約是幾米長；首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出3原子發(fā)光是間歇的，每次發(fā)一個原子發(fā)光是間歇的，每次發(fā)一個光光波列波列，間歇時間，間歇時間大約是大約是1010-8-8秒。秒。 Lc=c 同一原子先后兩次發(fā)出的光其頻率、位相、振動方向都不同一原子先后兩次發(fā)出的光其頻率、位相、振動方向都不 相同相同（何時發(fā)何時停具有隨機性。（何時發(fā)何時停具有隨機性。) ) 一原子前后所發(fā)出的光波列所具有的頻率、位相、振動方一原子前后所發(fā)出的光波列所具有的頻率、位相、振動方向等，具有隨機性，彼此毫無內(nèi)在聯(lián)系。向等，具有隨機性，彼此毫無內(nèi)在聯(lián)系。 大量原子（同一時刻）大量原子（同一時刻）不同原子發(fā)

4、出的光是彼此獨立的，具有隨機性。不同原子發(fā)出的光是彼此獨立的，具有隨機性。 不同原子發(fā)出的光其頻率、位相、振動方向都不相同。不同原子發(fā)出的光其頻率、位相、振動方向都不相同。 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出4即，一個原子發(fā)出的光波列與另一個原子發(fā)出的光波列在頻即，一個原子發(fā)出的光波列與另一個原子發(fā)出的光波列在頻 率、位相、振動方向等毫無內(nèi)在聯(lián)系，彼此完全獨立。率、位相、振動方向等毫無內(nèi)在聯(lián)系，彼此完全獨立。大量原子的發(fā)光具有獨立性，隨機性。大量原子的發(fā)光具有獨立性，隨機性。白光白光 指大量熱原子發(fā)出的光，其包含了波長在指大量熱原子發(fā)出的光，其包含了波長在0.40.40.760.76

5、 m m 范圍內(nèi)的一切可見光；范圍內(nèi)的一切可見光；光的振動位相包含了光的振動位相包含了0 02 2 內(nèi)的一切值，內(nèi)的一切值， 振動方向相對于傳播方向是對稱分布的。振動方向相對于傳播方向是對稱分布的。S首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出5 人們獲取單色光的辦法：人們獲取單色光的辦法： （i i） 利用光通過棱鏡的色散現(xiàn)象分??；利用光通過棱鏡的色散現(xiàn)象分??； (ii) (ii) 具有選擇性吸收的物質(zhì)制作濾光片；具有選擇性吸收的物質(zhì)制作濾光片； (iii) (iii) 單色光源單色光源如鈉光燈、鎘燈、水銀燈等如鈉光燈、鎘燈、水銀燈等 (iv) (iv) 激光光源。激光光源。 二、光的單色性

6、和光強二、光的單色性和光強1 1、光的單色性、光的單色性白光：白光：普通熱光源發(fā)出的是混色光。普通熱光源發(fā)出的是混色光。單色光：單色光：指具有確定的單一頻率的光。指具有確定的單一頻率的光。 光單色性的度量光單色性的度量0I20I22o用譜線寬度度量。用譜線寬度度量。一束光，設(shè)其中心強度為一束光，設(shè)其中心強度為I0 0處的波長處的波長為為，則光強下降到，則光強下降到I0 0/2 /2 處所對應的兩處所對應的兩點處的波長差點處的波長差稱之為稱之為譜線寬度譜線寬度。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出6例如，非常艷的色布：例如，非常艷的色布：在在2-32-3；單色光源：；單色光源：1-0.1

7、1-0.1； 激光：激光：1010-8 -8 。光振動指的是電場強度隨時間周期性地變化。光振動指的是電場強度隨時間周期性地變化。 )22cos(00rtEE2.2.光強光強光學中常把電場強度光學中常把電場強度E E代表光振動，并把代表光振動，并把E E矢量稱為光矢量。矢量稱為光矢量。光的強度光的強度( (即平均能流密度即平均能流密度) ) I IE E0 02 2 用譜線寬度來描述光的單色性，用譜線寬度來描述光的單色性，越小，單色性越好。越小，單色性越好。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出7三、光的相干性三、光的相干性非相干疊加：非相干疊加： I=I1+I2（如兩手電光柱疊加）（如兩

8、手電光柱疊加） 相干疊加相干疊加： I=II=I1 1+I+I2 2+2+2cos21II)cos2(212221AAAAA1 1、波的相干性、波的相干性2 2、光的相干性、光的相干性 普通熱光源：兩個獨立的光源，或同一光源的不同部分發(fā)普通熱光源：兩個獨立的光源，或同一光源的不同部分發(fā)出的光，不滿足相干條件。出的光，不滿足相干條件。 單色光源：兩個獨立的單色光源，或同一單色光源的不同單色光源：兩個獨立的單色光源，或同一單色光源的不同部分發(fā)出的光，也不滿足相干條件。部分發(fā)出的光，也不滿足相干條件。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出8設(shè)兩束單色光在空間設(shè)兩束單色光在空間某一點某一點的光矢

9、量分別為的光矢量分別為E E1 1和和E E2 2，即，即理由如下：理由如下：該點的光矢量的合振幅為該點的光矢量的合振幅為)cos(21220102202100EEEEE在觀察時間在觀察時間內(nèi)，人所感覺到的為光強內(nèi)，人所感覺到的為光強I，)cos(1101tEE10112r)cos(2202tEE20222r012201022021020)cos(21dtEEEEEIodtEEEE)cos(12122010220210dtIIIIIcos1202121首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出9 因此在觀察時間因此在觀察時間內(nèi)，（內(nèi)，（ 2 2 1 1）經(jīng)歷了經(jīng)歷了 0 02 2 的的 一切

10、數(shù)值。一切數(shù)值。0120)cos(dt故有故有 I=I1+I2 此即非相干疊加此即非相干疊加觀察時間：指各種探測器的響應時間或分辨時間。觀察時間：指各種探測器的響應時間或分辨時間。 人眼約人眼約0.05s0.05s，現(xiàn)代快速光電記錄器約，現(xiàn)代快速光電記錄器約10109 9s s，但都遠遠大，但都遠遠大于光矢量的振動周期于光矢量的振動周期10101515s s。即利用探測器無法測定。即利用探測器無法測定E E的瞬的瞬時值。時值。 這說明可見光的振動周期很小這說明可見光的振動周期很小，典型典型 值內(nèi)約包含值內(nèi)約包含 5 5 10106 6 個振動周期。個振動周期。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁

11、退退 出出10 原則：將原則：將同一光源同一點發(fā)出的光波列同一光源同一點發(fā)出的光波列，即某個原子某次即某個原子某次發(fā)出的光波列分成兩束，使其經(jīng)歷不同的路徑之后相遇疊加。發(fā)出的光波列分成兩束，使其經(jīng)歷不同的路徑之后相遇疊加。方法：方法：分波面分波面楊氏雙縫干涉，菲涅耳雙棱鏡，洛埃鏡。楊氏雙縫干涉，菲涅耳雙棱鏡，洛埃鏡。 分振幅分振幅薄膜干涉（劈尖干涉，牛頓環(huán)）。薄膜干涉（劈尖干涉，牛頓環(huán)）。 3.3.相干光的獲得：相干光的獲得：首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出11 一、楊氏雙縫干涉一、楊氏雙縫干涉 1 1裝置與現(xiàn)象裝置與現(xiàn)象這兩列波在空間發(fā)生重疊而產(chǎn)生干涉，這兩列波在空間發(fā)生重疊而產(chǎn)

12、生干涉，在屏幕上出現(xiàn)明暗相在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋間的條紋( (平行于縫平行于縫s s1 1和和s s2 2) )。的光波透過的光波透過S S1 1和和S S2 2兩狹縫，兩狹縫，由惠更斯原由惠更斯原理知，理知，S S1 1 和和S S2 2 可以看可以看成兩個新的子波源；成兩個新的子波源；普通普通單色平行光通過單色平行光通過狹縫狹縫S S( (形成柱面形成柱面) ) ； 18011801年，英國人托馬斯年，英國人托馬斯 楊首次從實驗獲得了兩列相干的光波，楊首次從實驗獲得了兩列相干的光波， 觀察到了光的干涉現(xiàn)象。觀察到了光的干涉現(xiàn)象。S S1 1S S2 2S Sr r1 1r r2 2S

13、S1 1S S2 2S S首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出122 2相干光獲得的方法（分波面的方法）相干光獲得的方法（分波面的方法） S S為一普通光源，大量分子、原子都發(fā)出各自的波列。每一為一普通光源，大量分子、原子都發(fā)出各自的波列。每一個分子或原子從個分子或原子從S S發(fā)出的一個波列，在空間經(jīng)過等距離的路程分發(fā)出的一個波列，在空間經(jīng)過等距離的路程分別傳到別傳到S S1 1、S S2 2 ；S S1 1、S S2 2 為為同一波面上的兩子波源同一波面上的兩子波源，這兩子波是相這兩子波是相干的，從這兩子波發(fā)出的相干波在空間相遇產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。干的，從這兩子波發(fā)出的相干波在空間相遇產(chǎn)生

14、干涉現(xiàn)象。r1r2S1S2S縱截面圖縱截面圖首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出133 3干涉條紋干涉條紋波程差的計算：波程差的計算： 設(shè)點（縫）光源在中垂線上設(shè)點（縫）光源在中垂線上, , 雙縫間距為雙縫間距為d d，縫屏距離為，縫屏距離為D D，以雙縫中垂線與屏的交點為坐標原點，考察點以雙縫中垂線與屏的交點為坐標原點，考察點 P P的坐標為的坐標為x x SS1S2POr1r2DCxdE波程差：波程差：csrr212Dxd作作 S S1 1C C CPCP，又因為，又因為 Ddsinddtg首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出14明暗條紋的條件明暗條紋的條件由于是分波面，故

15、兩列相干波的初相相同由于是分波面，故兩列相干波的初相相同相長條件相長條件2212krr(k = 0,1,2,.)2) 12(12krr相消條件相消條件 (k = 1,2,3.)波程差為半波長偶數(shù)倍時，波程差為半波長偶數(shù)倍時，P P點處干涉加強，點處干涉加強，亮紋亮紋 波程差為半波長奇數(shù)倍時，波程差為半波長奇數(shù)倍時，P P點處干涉減弱，點處干涉減弱，暗紋暗紋 明暗紋位置：明暗紋位置：波程差：波程差：Dxddtgdrrsin12kxDd明紋dDkx首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出15兩相鄰明（暗）紋間距兩相鄰明（暗）紋間距dDxxxkk12) 12(kxDd暗紋2) 12(dDkx K

16、=0,K=0,謂之中央明紋，其它各級明（暗）紋相對謂之中央明紋，其它各級明（暗）紋相對0 0點對稱分布，點對稱分布，K K= =1 1，2 2. .謂謂之之正正（反反）第第一一級級明明（暗暗）紋紋， 第第二二級級明明（暗暗）紋紋 (i)(i)明暗相間，以明暗相間，以0 0點對稱排列；點對稱排列；縫間距越小，屏越遠，干涉越顯著。縫間距越小，屏越遠，干涉越顯著。 ;dDx 說明說明：(ii)(ii)在在 很小的區(qū)域中，很小的區(qū)域中， x x與與k k無關(guān)無關(guān), ,條紋等間距分布。條紋等間距分布。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出16(iii)(iii)白光干涉條紋的特點：白光干涉條紋的特

17、點： 中央為白色明紋，其它級次出現(xiàn)中央為白色明紋，其它級次出現(xiàn)彩色條紋（彩色條紋（ x x ) )。 每級條紋有一定的寬度，相鄰兩級條紋可能會發(fā)生重疊。每級條紋有一定的寬度，相鄰兩級條紋可能會發(fā)生重疊。:x在在D D、d d 不變時，不變時， 條紋疏密與條紋疏密與正比正比 對相干光源來說對相干光源來說，能量只不過是在屏幕上的重新分布能量只不過是在屏幕上的重新分布。因為因為干涉過程既不能創(chuàng)造能量，也不能消滅能量。干涉過程既不能創(chuàng)造能量，也不能消滅能量。k=-1k=2k=1k=0k=3首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出17SM1M2iS2S1CEP0 P首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁

18、退退 出出18條紋位置條紋位置 可直接利用可直接利用Young Young 雙縫干涉的結(jié)果。雙縫干涉的結(jié)果。 裝置裝置 S S點光源點光源( (或線光源，與兩鏡交線平行或線光源，與兩鏡交線平行);M);M1 1和和M M2 2：鍍銀反射：鍍銀反射鏡，夾角鏡，夾角 很小很小; ; 兩反射鏡把兩反射鏡把 S S 發(fā)出的光分成兩部分，可以看發(fā)出的光分成兩部分，可以看作是兩個虛光源作是兩個虛光源S S1 1和和S S2 2發(fā)出的光。發(fā)出的光。pSpS212相位分析相位分析 同一光源，分波面，同一光源，分波面， 有固定的位相差。有固定的位相差。從兩虛光源看，位相差為從兩虛光源看，位相差為 首首 頁頁 上

19、上 頁頁 下下 頁頁退退 出出19S1S2MEoE/ 裝置：裝置：S: S: 線光源線光源( (或點光源或點光源) ) M: M: 平玻璃片作反射鏡平玻璃片作反射鏡 S S發(fā)出的光一部分直接投射到屏上，一部分經(jīng)發(fā)出的光一部分直接投射到屏上，一部分經(jīng) M M反射后到屏反射后到屏上，在重疊區(qū)干涉。上，在重疊區(qū)干涉。 干涉的兩部分光可以看作是一個實光源干涉的兩部分光可以看作是一個實光源S S1 1和一個虛光源和一個虛光源 S S2 2 發(fā)出的。發(fā)出的。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出20入射角很大，接近入射角很大，接近9090o o 。反射系數(shù)近于。反射系數(shù)近于1 1，故反射很強。，故反

20、射很強。 兩光的振幅幾乎相等，可看成等幅干涉。兩光的振幅幾乎相等，可看成等幅干涉。干涉條紋只出現(xiàn)在鏡面上半部。干涉條紋只出現(xiàn)在鏡面上半部。 相位相位( (原因：反射光有原因：反射光有 “ “半波損失半波損失”，即反射光和直接射來的，即反射光和直接射來的光在屏上光在屏上 o o 處實際是反相的。處實際是反相的。) )干涉圖樣干涉圖樣如把屏緊靠鏡端如把屏緊靠鏡端o o，在，在o o點因有點因有s s2 2o=so=s1 1o, o, 似乎似乎o o點應是亮點，點應是亮點， 但實驗給出但實驗給出o o點卻是暗點。點卻是暗點。 發(fā)生半波損失的條件：發(fā)生半波損失的條件：1 1、由光疏媒質(zhì)入射，光密媒質(zhì)反

21、射；、由光疏媒質(zhì)入射，光密媒質(zhì)反射；2 2、正入射或掠入射。、正入射或掠入射。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出21 半波損失，實際上是入射光在界面的位相與反射光在界面的半波損失，實際上是入射光在界面的位相與反射光在界面的位相有位相有的位相差，折合成波程差，就好象反射波少走（或多的位相差，折合成波程差，就好象反射波少走（或多走）了半個波長，即走）了半個波長，即 的位相差折算成波程差為的位相差折算成波程差為2 2。 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出22選選D D例例12121 1 將楊氏雙縫的其中一縫（如下面的縫）關(guān)閉，再在將楊氏雙縫的其中一縫（如下面的縫）關(guān)閉，再在兩縫的

22、垂直平分線上放一平面反射鏡兩縫的垂直平分線上放一平面反射鏡M M，則屏上干涉條紋的變，則屏上干涉條紋的變化情況是：化情況是：（A A）干涉條紋消失；）干涉條紋消失；（B B） 和沒關(guān)閉前一樣整個屏上呈現(xiàn)干涉條紋；和沒關(guān)閉前一樣整個屏上呈現(xiàn)干涉條紋；（C C） 和關(guān)閉前一樣，只是干涉圖樣呈現(xiàn)在屏的上半部；和關(guān)閉前一樣，只是干涉圖樣呈現(xiàn)在屏的上半部；（D D） 在屏的上半部呈現(xiàn)干涉條紋，但原來的亮紋位置現(xiàn)在被在屏的上半部呈現(xiàn)干涉條紋，但原來的亮紋位置現(xiàn)在被暗紋占據(jù)。暗紋占據(jù)。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出23例例12122 2 在楊氏雙縫實驗中，設(shè)兩縫之間的距離為在楊氏雙縫實驗中，設(shè)

23、兩縫之間的距離為0.2mm0.2mm在在距雙縫距雙縫 1m 1m 遠的屏上觀察干涉條紋，若入射光是波長為遠的屏上觀察干涉條紋，若入射光是波長為 400nm 400nm 至至 760nm760nm的白光，問屏上距零級明紋的白光，問屏上距零級明紋20mm 20mm 處，哪些波長的光處，哪些波長的光最大限度地加強？（最大限度地加強？（1nm1nm1010-9-9m m） 故當故當 k10 1= 400nm; k=9 2 =444.4nm ； k = 8 3500nm; k =7 4= 571.4 nm ； k = 6 5 =666.7 nm 。五種波長的光在所給觀察點最大限度地加強。五種波長的光在所

24、給觀察點最大限度地加強。 kDxdnmmk400010411020102 . 063326. 57604000;104004000kk解：已知：解：已知：d=0.2mmd=0.2mm，D=1mD=1m， x=20mm x=20mm 依公式：依公式： 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出24例例12123 3在楊氏雙縫實驗中，欲使干涉條紋變寬，應作怎樣在楊氏雙縫實驗中，欲使干涉條紋變寬，應作怎樣的調(diào)整：的調(diào)整：（A A）增加雙縫的間距，）增加雙縫的間距， （B B）增加入射光的波長，）增加入射光的波長，（C C）減少雙縫至光屏之間的距離，）減少雙縫至光屏之間的距離，（D D）干涉級）干涉

25、級k k愈大時條紋愈寬。愈大時條紋愈寬。解：由干涉條紋間距公式解：由干涉條紋間距公式dDx 可知，應選（可知，應選（B B）首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出25例例12124 4在空氣中用波在空氣中用波長為長為 的單色光進行雙縫的單色光進行雙縫干涉實驗時，觀察到干干涉實驗時，觀察到干涉條紋相鄰明條紋的間涉條紋相鄰明條紋的間距為距為1.3mm1.3mm，當把實驗裝當把實驗裝置放在水中時（水的折置放在水中時（水的折射率為射率為1.331.33) )，則相鄰明，則相鄰明條紋的間距變?yōu)闂l紋的間距變?yōu)榻猓喝鐖D：在空氣中，光程差：解：如圖：在空氣中，光程差：相消相長212.sin12kkdDx

26、dtgdrrOPBSxDS1S2r1r2d首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出26放入水中，則明紋間距公式中的波長應用水中的波長放入水中，則明紋間距公式中的波長應用水中的波長從而相鄰明條紋間距為：從而相鄰明條紋間距為： ndDx/mmnx133. 133. 1從而相鄰明條紋間距為：從而相鄰明條紋間距為： dDxxxkk1kdDx nkkdDxxx/1/ndD首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出27一、光程一、光程前面討論的波程差問題，都是兩束光在同一媒質(zhì)中的傳播。前面討論的波程差問題，都是兩束光在同一媒質(zhì)中的傳播。同一頻率的光在同一媒質(zhì)中傳播時，波長是相同的，因而波同一頻率的光

27、在同一媒質(zhì)中傳播時，波長是相同的，因而波程差引起的位相差：程差引起的位相差：)(212rr 如果兩束相干光經(jīng)歷了不同的媒質(zhì)后再相遇，而同一頻率的如果兩束相干光經(jīng)歷了不同的媒質(zhì)后再相遇，而同一頻率的光在不同媒質(zhì)中波長不相同，有光在不同媒質(zhì)中波長不相同，有)22cos(011101rtEE)22cos(022202rtEEr1r2PS1S21122122rr1 1、問題的提出、問題的提出 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出28 2 2、光程、光程 為計算方便，引入光程和光程差的概念。為計算方便，引入光程和光程差的概念。P0折射率nrnr 設(shè)光波設(shè)光波在媒質(zhì)中在媒質(zhì)中的幾何路程為的幾何路程

28、為r r，其在該媒質(zhì)中的波長為，其在該媒質(zhì)中的波長為 n n，那么在那么在r r的路程內(nèi)其所包含的完整波的個數(shù)（即波數(shù)）為的路程內(nèi)其所包含的完整波的個數(shù)（即波數(shù)）為nucn而光在媒質(zhì)中的折射率為而光在媒質(zhì)中的折射率為在真空中在真空中，同樣多的完整波數(shù)對應同樣多的完整波數(shù)對應的幾何路程則為的幾何路程則為nr（式中（式中 是光在真空中的波長）是光在真空中的波長）首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出29nrrn即，即，光在媒質(zhì)中的幾何路程為光在媒質(zhì)中的幾何路程為r r，折算成真空中的幾何路程折算成真空中的幾何路程時，時，則為則為 定義：光在媒質(zhì)中的幾何路程定義：光在媒質(zhì)中的幾何路程r r與該

29、媒質(zhì)折射率與該媒質(zhì)折射率n n的乘積的乘積 nr nr 叫做光程。叫做光程。ndr光程或iiirn光程如光線連續(xù)經(jīng)過幾種不同均勻媒質(zhì)時如光線連續(xù)經(jīng)過幾種不同均勻媒質(zhì)時（把光在不同媒質(zhì)中傳播的波程折算為光在真空中傳播的光（把光在不同媒質(zhì)中傳播的波程折算為光在真空中傳播的光程程 ) )3 3、對光程的理解、對光程的理解光在媒質(zhì)中走過光在媒質(zhì)中走過 r r 的路程引起的位相差，相當于在真空中的路程引起的位相差，相當于在真空中走走nr nr 路程所引起的位相變化。路程所引起的位相變化。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出30 二、光程差二、光程差 1S2SP1r2r1n2n1122rnrn（波

30、程差用（波程差用 ，光程差用光程差用 表示）表示） 2 2、光程差引起的位相差、光程差引起的位相差 )(21122rnrn、引入光程差的概念后，相干強度的條件不變、引入光程差的概念后，相干強度的條件不變、光程差、光程差S S1 1和和S S2 2兩相干光源發(fā)出的兩束光，它們在媒質(zhì)兩相干光源發(fā)出的兩束光，它們在媒質(zhì)和媒質(zhì)和媒質(zhì)中中分別經(jīng)歷波程分別經(jīng)歷波程r r1 1和和r r2 2，在，在P P點相遇，那么它們在點相遇，那么它們在P P點的光程差為：點的光程差為：光程差光程差k對應對應k2相長干涉相長干涉相消干涉相消干涉 對應對應2) 12(k) 12(k首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退

31、出出31三、薄透鏡不增加附加光程差三、薄透鏡不增加附加光程差2 2、由一個物點發(fā)出的光，經(jīng)歷不同路程穿過透鏡后能會聚、由一個物點發(fā)出的光，經(jīng)歷不同路程穿過透鏡后能會聚成一個象點。成一個象點。物像121 1、平行光束經(jīng)過透鏡后匯聚于焦點；、平行光束經(jīng)過透鏡后匯聚于焦點； 同一波面上各點的振動與振源之間的位相差都是一樣的。同一波面上各點的振動與振源之間的位相差都是一樣的。因此，從光源到同一波面上各點的光線有相同的光程。這一結(jié)因此，從光源到同一波面上各點的光線有相同的光程。這一結(jié)論對各個波面，不管是在透鏡左邊還是右邊均成立。論對各個波面，不管是在透鏡左邊還是右邊均成立。 注意：注意：光程相等，并不是

32、幾何路程相等。光程相等，并不是幾何路程相等。 從物點到象點，沿各條傳播路徑的光程相等。或物點到象點，從物點到象點，沿各條傳播路徑的光程相等?；蛭稂c到象點，沿各條傳播路徑的光程差為零。沿各條傳播路徑的光程差為零。 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出32 例例12125 5在相同的時間內(nèi)，一束波長為在相同的時間內(nèi)，一束波長為 的單色光在空氣中的單色光在空氣中 和在玻璃中和在玻璃中（A A）傳播的路程相等，走過的光程相等。）傳播的路程相等，走過的光程相等。（B B）傳播的路程相等，走過的光程不相等。）傳播的路程相等，走過的光程不相等。（C C）傳播的路程不相等，走過的光程相等。）傳播的路程

33、不相等，走過的光程相等。（D D）傳播的路程不相等，走過的光程不相等。）傳播的路程不相等，走過的光程不相等。 解：光在某媒質(zhì)中的幾何路程解：光在某媒質(zhì)中的幾何路程r r與該媒質(zhì)的折射率與該媒質(zhì)的折射率n n的乘積的乘積 nrnr 就叫做光程就叫做光程 vcn 折射率公式折射率公式在相同的時間在相同的時間t t內(nèi)，光在空氣中傳播的路程是內(nèi)，光在空氣中傳播的路程是 ctct在玻璃中的傳在玻璃中的傳播的路程是播的路程是 vtctvt在相同的時間在相同的時間t t內(nèi)，光在空氣中走過的光程內(nèi)，光在空氣中走過的光程 ctct，在玻璃中走，在玻璃中走過的光程是過的光程是 nvtnvt=ct答案答案c c 首

34、首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出33例例12126 6 在雙縫干涉實驗中，波長在雙縫干涉實驗中，波長 =5500 =5500 的單色平行光的單色平行光垂直入射到縫間距垂直入射到縫間距2 210104 4m m的雙縫上，屏到雙縫的距離的雙縫上，屏到雙縫的距離D=2mD=2m求求 (1) (1) 中央明紋兩側(cè)的兩條第中央明紋兩側(cè)的兩條第1010級明紋中心的間距；級明紋中心的間距；(2) (2) 用一厚度為用一厚度為e e6.66.610106 6 m m、折射率為、折射率為n n1.581.58的玻璃片復的玻璃片復蓋一縫后，零級明紋將移到原來的第幾級明紋處？蓋一縫后，零級明紋將移到原來的

35、第幾級明紋處？ 設(shè)不蓋玻璃片時，此點為第設(shè)不蓋玻璃片時，此點為第k k級明紋，級明紋，則應有則應有 r r2 2r r1 1kk（2） (2) (2) 覆蓋玻璃后，零級明紋應滿足覆蓋玻璃后，零級明紋應滿足 解解(1)(1)104105500102210222dDkx 聯(lián)立聯(lián)立(1)(1)、(2)(2)得得 (n 1)e(n 1)ek k e1r2rDa0Pr2 -（r1-e)+ne=0(1)k k(n 1)e/= 6.96 7 (n 1)e/= 6.96 7 零級明紋移到原第零級明紋移到原第 7 7 級明紋處級明紋處 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出34例例12127 7在雙縫裝置

36、中，用一折射率為在雙縫裝置中，用一折射率為n n的薄云母片覆蓋其中的薄云母片覆蓋其中一條縫，這時屏幕上的第一條縫，這時屏幕上的第7 7條明紋恰好移到屏幕中央零級明紋縫條明紋恰好移到屏幕中央零級明紋縫隙處，如果入射光的波長為隙處，如果入射光的波長為 ，則這云母片的厚度為，則這云母片的厚度為（A A）n-1, (B)7n-1, (B)7 C)7C)7n, (D)n, (D)（n-1/7n-1/7） 解：因為解：因為021rneer712 rr，有依題意聯(lián)立以上兩式，得聯(lián)立以上兩式，得7ene17ne選（選（A A）S1S2Spo1r2r首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出35 所謂薄膜干涉

37、，指擴展光源投射到透明薄膜上，其反射光或所謂薄膜干涉，指擴展光源投射到透明薄膜上，其反射光或透射光的干涉。透射光的干涉。 薄膜干涉的實例：陽光下肥皂泡的彩紋，馬路上油膜的彩紋。薄膜干涉的實例：陽光下肥皂泡的彩紋，馬路上油膜的彩紋。一、薄膜干涉一、薄膜干涉aS1S2aiAB1n1n2n1aDCe、分振幅（能量）法獲取相干光、分振幅（能量）法獲取相干光S S1 1為擴展光源上任一點光源，其為擴展光源上任一點光源，其投射到介面上點的光線，一部投射到介面上點的光線，一部分反射回原介質(zhì)即光線分反射回原介質(zhì)即光線a a1 1，另一部，另一部分折入另一介質(zhì)，其中一部分又分折入另一介質(zhì)，其中一部分又在點反射到

38、點然后又折回原在點反射到點然后又折回原介質(zhì)，即光線介質(zhì)，即光線a a2 2。因。因a a1 1,a,a2 2是從同是從同一光線一光線1 1分出的兩束，故滿足分出的兩束，故滿足相干條件。相干條件。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出362cossin2cos2222enen2)sin1 (cos222en即即2cos22en 通常習慣上用入射角通常習慣上用入射角i表示光程差：表示光程差：2sin1cos由于由于2sin222221222ninnen2sin222122innecos/2)(22enCBACninn2221sin)(12222122sinninn sin21211nnetg

39、nBDn首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出37inne22122sin2與反射光不同的是，沒有半波損失。與反射光不同的是，沒有半波損失。3 3、干涉加強、減弱條件、干涉加強、減弱條件反射光 kinne2sin222122 相長干涉 2) 12(2sin222122kinne 相消干涉 透射光 kinne22122sin2 相長干涉 2) 12(sin222122kinne 相消干涉 v透射光的光程差透射光的光程差 同理，可得同理，可得即對同一薄膜而言，在同一處，反射光干涉若為加強，則透即對同一薄膜而言，在同一處，反射光干涉若為加強，則透射光干涉為削弱。射光干涉為削弱。首首 頁頁 上上

40、 頁頁 下下 頁頁退退 出出38一般地討論薄膜干涉在任意平面上的干涉圖樣是一個極為復一般地討論薄膜干涉在任意平面上的干涉圖樣是一個極為復雜的問題。雜的問題。 實際中意義最大的是兩種特殊情形：等傾、等厚。實際中意義最大的是兩種特殊情形：等傾、等厚。 二、等傾干涉和等厚干涉二、等傾干涉和等厚干涉 1 1、等傾干涉、等傾干涉屏屏幕幕擴展擴展光光 源源透透鏡鏡n 擴展光源各個方擴展光源各個方向來的光線照射到向來的光線照射到厚度均勻的厚度均勻的薄膜后，薄膜后，在在無窮遠處無窮遠處產(chǎn)生的產(chǎn)生的干涉。干涉。 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出39i ii i 對于對于厚度均勻厚度均勻的平行的平行平

41、面膜（平面膜（e=e=常數(shù)）來說，常數(shù)）來說，擴展光源投射到薄膜上擴展光源投射到薄膜上的光線的光程差，是隨的光線的光程差，是隨著光線的傾角（即入射著光線的傾角（即入射角角i）不同而變化的。傾）不同而變化的。傾角相同的光線都有相同角相同的光線都有相同的光程差，因而屬于同的光程差，因而屬于同一級別的干涉條紋，故一級別的干涉條紋，故此叫做等傾干涉。此叫做等傾干涉。其具體運用之一就是其具體運用之一就是增透膜增透膜或或增反膜。增反膜。2sin222122inne首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出402 2、等厚干涉：、等厚干涉： 一組平行光（即入射角一組平行光（即入射角i一定）投射到一定）投射

42、到厚薄不均勻厚薄不均勻的薄膜上，的薄膜上，其光程差則隨著厚度其光程差則隨著厚度e e而變化，厚度相同的區(qū)域，其光程差相同，而變化，厚度相同的區(qū)域，其光程差相同，因而這些區(qū)域就出現(xiàn)同一級別的干涉條紋，故謂之等厚干涉。因而這些區(qū)域就出現(xiàn)同一級別的干涉條紋，故謂之等厚干涉。其具體運用之一就是后面將要介紹的劈尖干涉與牛頓環(huán)。其具體運用之一就是后面將要介紹的劈尖干涉與牛頓環(huán)。SSS首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出41、光程差分析、光程差分析 設(shè)設(shè)n n2 2n n1 1，設(shè)薄膜厚度為，設(shè)薄膜厚度為e,ae,a1 1、a a2 2 為兩平行相干光。為兩平行相干光。n n2 2(AC+CB)(A

43、C+CB)n n1 1ADAD +2界面界面ABAB上反射光線上反射光線a a1 1有半波損失有半波損失 故有故有 （也可用（也可用 ） 22由圖中幾何關(guān)系可知由圖中幾何關(guān)系可知cos/eCBAC由折射定律有由折射定律有sinsin21nin 作作BDADBDAD，則反射光的光，則反射光的光程差為程差為A A，總光程差為，總光程差為ietgsin2iABADsinCaS1S2aiAB1n1n2n1aDei i i iv反射光的光程差反射光的光程差首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出42三、增透膜與增反膜三、增透膜與增反膜v為達到反射光干涉相消的目的，為達到反射光干涉相消的目的，則要求從

44、介質(zhì)透明薄膜的外界面則要求從介質(zhì)透明薄膜的外界面（空氣與薄膜的接觸面）與內(nèi)界（空氣與薄膜的接觸面）與內(nèi)界面（薄膜與透鏡等的接觸面）上面（薄膜與透鏡等的接觸面）上反射回來的光振幅要接近相等，反射回來的光振幅要接近相等，使干涉相消的合振幅接近于零。使干涉相消的合振幅接近于零。1 1、增透膜、增透膜 11n38. 12n8 . 13na1ab1bie 在比較復雜的光學系統(tǒng)中，普通光學鏡頭都有反射：在比較復雜的光學系統(tǒng)中，普通光學鏡頭都有反射：帶來帶來光能損失；光能損失；影響成象質(zhì)量。為消除這些影響，用增透膜使反射影響成象質(zhì)量。為消除這些影響，用增透膜使反射光光干涉相消。干涉相消。 這就要求選擇合適的

45、透明介質(zhì)薄膜，使其折射率介于空氣和玻這就要求選擇合適的透明介質(zhì)薄膜，使其折射率介于空氣和玻璃面的某一恰當?shù)臄?shù)值。通常選氟化鎂作增透膜。璃面的某一恰當?shù)臄?shù)值。通常選氟化鎂作增透膜。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出43此時入射光通常作正入射處理，即此時入射光通常作正入射處理，即0iv光程差光程差inne22122sin2n n1 1n n2 2n n3 3baen22得得a a、b b兩光線的光程差為：兩光線的光程差為：相當于光線相當于光線b b在介質(zhì)中一來一回比在介質(zhì)中一來一回比a a多走的光程為多走的光程為2n2n2 2e e 由于由于a a、b b光線都分別經(jīng)歷了一次由光疏光線都

46、分別經(jīng)歷了一次由光疏光密的反射，即光密的反射，即a a、b b都有一次半波損失，合起來為全波損失，其總效果是引起都有一次半波損失，合起來為全波損失，其總效果是引起22的位相差，對干涉強度不起作用，由的位相差，對干涉強度不起作用，由首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出4424 ne對給定波長，對給定波長，k=0 k=0 時增透膜最小厚度時增透膜最小厚度v如果滿足相消干涉條件：如果滿足相消干涉條件： 2) 12(22ken 已鍍膜鏡頭，反光呈蘭色、紫色或橙色；未鍍膜反光呈白已鍍膜鏡頭，反光呈蘭色、紫色或橙色；未鍍膜反光呈白色。對于攝影機、電影機、彩色電視機，要求在較寬范圍內(nèi)都色。對于攝影機

47、、電影機、彩色電視機，要求在較寬范圍內(nèi)都有較強的透射，用多層透射膜。因此其鏡頭反光應為深紫色，有較強的透射，用多層透射膜。因此其鏡頭反光應為深紫色，近乎黑色。近乎黑色。 2 2、增反膜、增反膜 在另一類光學元件中，又要求某些光學元件具有較高的反在另一類光學元件中，又要求某些光學元件具有較高的反射本領(lǐng)，例如，激光管中諧振腔內(nèi)的反射鏡，宇航員的頭盔和射本領(lǐng)，例如，激光管中諧振腔內(nèi)的反射鏡，宇航員的頭盔和面甲等。為了增強反射能量，常在玻璃表面上鍍一層高反射率面甲等。為了增強反射能量，常在玻璃表面上鍍一層高反射率的透明薄膜，利用薄膜上、下表面的反射光的光程差滿足干涉的透明薄膜，利用薄膜上、下表面的反射

48、光的光程差滿足干涉相長條件，從而使反射光增強，這種薄膜叫增反膜。相長條件，從而使反射光增強，這種薄膜叫增反膜。 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出45解：要求綠光全部通過解：要求綠光全部通過( (其意思為綠光在反射干涉中相其意思為綠光在反射干涉中相消消) )2)12(20kennke4)12(0 50045 230043 11004 0020100nmneknmneknmnek例例12128 8 照相機和攝像機中，為了減少入射光由于反射而引起照相機和攝像機中，為了減少入射光由于反射而引起的光能減少，在鏡面上鍍一層厚度均勻的透明薄膜的光能減少，在鏡面上鍍一層厚度均勻的透明薄膜( (如氟

49、化鎂，如氟化鎂，其折射率為其折射率為1.38)1.38)，稱為增透膜。為使波長為，稱為增透膜。為使波長為552.0nm552.0nm的綠光全的綠光全部通過去，問增透膜的厚度應為多少？部通過去，問增透膜的厚度應為多少？n1n2n3ba首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出46 k =1 1 = 828nm k =2 2 = 414nm k =3 3 = 276nm 反射光為紫色光。反射光為紫色光。kkenk38. 130022若取若取e e1 1300nm300nm，反射光的顏色是什么？，反射光的顏色是什么？ 2en = kk首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出47 例例12129

50、 9當一束單色光從折射率為當一束單色光從折射率為n n1 1的媒質(zhì)垂直入射到折射率的媒質(zhì)垂直入射到折射率為為n n2 2的媒質(zhì)中，欲使從折射率為的媒質(zhì)中，欲使從折射率為n n2 2的上、下表面反射的兩束光的的上、下表面反射的兩束光的光程差不考慮半波損失，則三種媒質(zhì)的折射率光程差不考慮半波損失，則三種媒質(zhì)的折射率n n1 1,n,n2 2,n,n3 3必須滿足：必須滿足：（A A）n n1 1nn2 2nn3 3;(B)n;(B)n1 1nn2 2nn3 3;(C)n;(C)n1 1nnn3 3;(D)n;(D)n1 1nn2 2nn2n3（2 2）連續(xù)兩次產(chǎn)生半波損失，完成一次全波損失，從而可

51、）連續(xù)兩次產(chǎn)生半波損失，完成一次全波損失，從而可 以不考慮半波損失，如以不考慮半波損失，如(D)n(D)n1 1nn2 2nn3 3。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出48一、劈尖干涉一、劈尖干涉v 劈尖干涉是等厚干涉劈尖干涉是等厚干涉v空氣劈的干涉空氣劈的干涉 例：常用的劈是空氣劈。例：常用的劈是空氣劈。n n2 2=1=1，薄膜為空氣膜。，薄膜為空氣膜。 兩塊玻璃交疊處稱為棱邊，平行兩塊玻璃交疊處稱為棱邊，平行于棱邊的直線上各點處劈尖厚度于棱邊的直線上各點處劈尖厚度e e相等，厚度相同的區(qū)域，其光程差相等，厚度相同的區(qū)域，其光程差相同，因而這些區(qū)域就出現(xiàn)同一級相同，因而這些區(qū)域就

52、出現(xiàn)同一級別的干涉條紋，故謂之別的干涉條紋，故謂之等厚干涉。等厚干涉。 是指空氣膜的上、下兩界面處的反射光的干涉；而不是上玻是指空氣膜的上、下兩界面處的反射光的干涉；而不是上玻 璃板的上、下兩界面反射光的干涉。璃板的上、下兩界面反射光的干涉。12ne首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出49v 計算劈尖干涉的光程時，不考慮玻璃厚度的影響計算劈尖干涉的光程時，不考慮玻璃厚度的影響 這是由于空氣劈上、下兩界面的反射光都在玻璃中經(jīng)歷了這是由于空氣劈上、下兩界面的反射光都在玻璃中經(jīng)歷了同樣的光程，因為玻璃板的厚度同樣的光程，因為玻璃板的厚度d=d=常數(shù)，而入射角常數(shù)，而入射角i也等于常也等于常數(shù)

53、，即光程差數(shù)，即光程差= =常數(shù)，故可以將其簡化為一個幾何面。常數(shù)，故可以將其簡化為一個幾何面。 1 1、光程差、光程差 此時的光程差222en（對于空氣n2=1）可知由薄膜干涉光程差通式2sin222122inne通常用正入射情況，即通常用正入射情況，即i=0=0。若劈尖折射率為。若劈尖折射率為n n2 2，則有半波損失，則有半波損失，2 2、干涉極值條件：、干涉極值條件：kne22明紋明紋 nkek2) 1(暗紋暗紋2) 12(22knenkek2首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出50v 透射光的干涉條紋也是明暗相間平行于棱邊的直線，位透射光的干涉條紋也是明暗相間平行于棱邊的直線

54、，位置則與上述結(jié)論剛好相反。置則與上述結(jié)論剛好相反。3 3、條紋特點、條紋特點v 條紋為明暗相間平行于棱邊的直線條紋為明暗相間平行于棱邊的直線對于空氣劈，棱邊處是暗紋，證明存在半波損失。對于空氣劈，棱邊處是暗紋，證明存在半波損失。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出51v 相鄰明（暗）紋的厚度差相鄰明（暗）紋的厚度差nknkeeekk22122111v 相鄰明（暗）紋間的距離相鄰明（暗）紋間的距離 由圖可知：nel2sinnnl2sin2v 相鄰明（暗）紋厚度差是薄膜中的波長相鄰明（暗）紋厚度差是薄膜中的波長 n n的一半的一半ke1keln22ne首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退

55、退 出出52 越小越小， L L 越大越大， 條紋越稀；條紋越??； 越大越大， L L 越小越小， 條紋越密。條紋越密。 當當 大到某一值，條紋密不可分，無干涉。大到某一值，條紋密不可分，無干涉。 注意：相鄰條紋之間對應的厚度差或間距注意：相鄰條紋之間對應的厚度差或間距l(xiāng)與有無半波損失與有無半波損失 無關(guān)。半波損失僅影響何處是明，何處是暗。無關(guān)。半波損失僅影響何處是明，何處是暗。4 4、厚度變化對條紋的影響、厚度變化對條紋的影響 由于一條干涉條紋對應一定的厚度，所以當厚度變化時，干由于一條干涉條紋對應一定的厚度，所以當厚度變化時，干 涉條紋會發(fā)生移動。涉條紋會發(fā)生移動。 PkPkekek 如果

56、某級條紋在如果某級條紋在P Pk k處，當薄膜增厚時，則厚度為處，當薄膜增厚時，則厚度為e ek k的點向劈的點向劈 尖移到尖移到P Pk k處。反之，則遠離劈尖。處。反之，則遠離劈尖。首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出53被檢體被檢體被檢體被檢體被檢體被檢體被檢體被檢體檢查平面：檢查平面：等厚干涉在精密測量中的應用等厚干涉在精密測量中的應用. . 首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出54例例121210 10 用等厚干涉法測細絲的直徑用等厚干涉法測細絲的直徑d d。取兩塊表面平整。取兩塊表面平整的玻璃板，左邊棱疊合在一起，將待測細絲塞到右棱邊間隙處，的玻璃板，左邊棱疊合在一

57、起，將待測細絲塞到右棱邊間隙處，形成一空氣劈尖。用波長為形成一空氣劈尖。用波長為 0 0的單色光垂直照射，得等厚干涉的單色光垂直照射，得等厚干涉條紋，測得相鄰明紋間距為條紋，測得相鄰明紋間距為 ，玻璃板長，玻璃板長L L0 0，求細絲的直徑。，求細絲的直徑。解解：相鄰明紋的高度差相鄰明紋的高度差20e sin20l sin0Ld 2 00LdllLd200dL0首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出55例例12121111兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，則干涉條紋行光垂直入射，若上面的平玻

58、璃慢慢地向上平移，則干涉條紋（A A）向棱邊方向平移，條紋間隔變小，）向棱邊方向平移，條紋間隔變小，（B B）向棱邊方向平移，條紋間隔變大，）向棱邊方向平移，條紋間隔變大，（C C）向棱邊方向平移，條紋間隔不變，）向棱邊方向平移，條紋間隔不變，（D D）向遠離棱邊的方向平移，條紋間隔變小。）向遠離棱邊的方向平移，條紋間隔變小。相鄰明（暗）紋間的距離相鄰明（暗）紋間的距離lPkPkhkhknnl2sin2當平玻璃慢慢向上平移，干涉條紋向棱邊方向平移，明紋當平玻璃慢慢向上平移，干涉條紋向棱邊方向平移，明紋或暗紋之間的距離是相同的或暗紋之間的距離是相同的答案答案cc首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁

59、退退 出出56例例12121212用波長為用波長為 的單色光垂直照射折射率為的單色光垂直照射折射率為n n的劈尖薄膜的劈尖薄膜形成等厚干涉條紋，若測得相鄰明條紋的間距為形成等厚干涉條紋，若測得相鄰明條紋的間距為 ，則劈尖角，則劈尖角 。n 解：相鄰兩明紋之間的厚度差為解：相鄰兩明紋之間的厚度差為ne2相鄰兩明紋的間距相鄰兩明紋的間距 與相應厚度差與相應厚度差 e e間存在如下關(guān)系間存在如下關(guān)系nel2sin在在 角很小時，有角很小時，有l(wèi)n2首首 頁頁 上上 頁頁 下下 頁頁退退 出出57例例121213 13 用波長用波長=500nm (1nm =10=500nm (1nm =109 9 m

60、 m）的單色光垂直照射）的單色光垂直照射在由兩塊玻璃板（一端剛好接觸成為劈棱）構(gòu)成的空氣劈尖上，在由兩塊玻璃板（一端剛好接觸成為劈棱）構(gòu)成的空氣劈尖上，劈尖角劈尖角 =2=210102 2rad rad ，如果劈尖內(nèi)充滿折射率為，如果劈尖內(nèi)充滿折射率為 n= 1.40n= 1.40的的液體，求從劈棱數(shù)起第五個明條紋在充入液體前后移動的距離。液體，求從劈棱數(shù)起第五個明條紋在充入液體前后移動的距離。 充入液體前后第五個明紋移動的距離充入液體前后第五個明紋移動的距離 L=LL=L1 1 - L- L2 29(1 19(1 1n )n )4 4 = = 1.61 mm 1.61 mm 解：設(shè)第五個明紋