分波前干涉ppt課件

1、0S1S2S中央明紋中央明紋零級(jí)暗紋零級(jí)暗紋零級(jí)暗紋零級(jí)暗紋一級(jí)明紋一級(jí)明紋一級(jí)明紋一級(jí)明紋一級(jí)暗紋一級(jí)暗紋一級(jí)暗紋一級(jí)暗紋平面波平面波球面波球面波14-6 分波前干涉分波前干涉一、楊氏實(shí)驗(yàn)一、楊氏實(shí)驗(yàn)p1s2ssxooB實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 裝裝 置置d1r2rDdDsin21xrrddD 光程差光程差sintanx D ()212k 減弱減弱22kxdD 加強(qiáng)加強(qiáng), , ,0 1 2k ()212Dkd暗紋暗紋22Dkdx 明紋明紋, ,0 1 2k p1s2ssxooBd1r2rD明暗條紋的位置明暗條紋的位置()212Dkd暗紋暗紋22Dkdx 明紋明紋, ,0 1 2k 假設(shè)用復(fù)色光源假設(shè)用復(fù)色

2、光源 (如白光照射時(shí)如白光照射時(shí)) ，那么干涉條紋是彩色，那么干涉條紋是彩色的。的。楊氏干涉條紋是等間距的，相鄰亮或暗條紋間距都為楊氏干涉條紋是等間距的，相鄰亮或暗條紋間距都為1k2k3k2k1k3kDd 楊氏干涉可用于丈量波長(zhǎng)，是光的動(dòng)搖性的實(shí)驗(yàn)根據(jù)。楊氏干涉可用于丈量波長(zhǎng)，是光的動(dòng)搖性的實(shí)驗(yàn)根據(jù)。 一定時(shí)，假設(shè)一定時(shí)，假設(shè) 變化，那么變化，那么 將怎樣變將怎樣變化？化？d D、x1討論討論)1(k條紋間距條紋間距 Dxd 條紋間距條紋間距 與與 的關(guān)系的關(guān)系2 條紋間距條紋間距 與與 的關(guān)系如何？的關(guān)系如何？xd 一定時(shí)，一定時(shí)， 、D DdD1rr2xs1s20 x DdDx1020 0

3、5nl例例:討論雙縫干涉安裝討論雙縫干涉安裝的一縫后插入透明的一縫后插入透明媒質(zhì)媒質(zhì),屏幕上條紋的屏幕上條紋的挪動(dòng)問(wèn)題挪動(dòng)問(wèn)題.解解:真空中真空中:kDxkdk000 x中央明紋中央明紋插入媒質(zhì)插入媒質(zhì):()21rlnlr()()211rrnlk()211rrknl,012 kkxdDsin21rrdtand(1) 討論討論S2后面插入折后面插入折射率為射率為n, 厚度厚度 為為 的透的透明媒質(zhì)明媒質(zhì)l() 1kDxknld,012 k中央明紋中央明紋() 0k()01Dxnld 0在在O點(diǎn)下方點(diǎn)下方條紋下移條紋下移1kkDxxxd條紋間距不變條紋間距不變(2) S1后面插入媒質(zhì)后面插入媒質(zhì)(

4、) 1kDxknld, 2, 1, 0 k中央明紋中央明紋() 0k()01Dxnld 0在在O點(diǎn)上方點(diǎn)上方條紋上移條紋上移1kkDxxxd條紋間距不變條紋間距不變結(jié)論結(jié)論:干涉條干涉條紋向光程增紋向光程增大的一側(cè)挪大的一側(cè)挪動(dòng)動(dòng),條紋間距條紋間距不變不變練習(xí)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用折射率練習(xí)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用折射率n1.58的玻璃膜覆蓋的玻璃膜覆蓋一條縫，屏上第一條縫，屏上第7條明紋挪動(dòng)到原來(lái)中央明紋處，入射光波條明紋挪動(dòng)到原來(lái)中央明紋處，入射光波長(zhǎng)長(zhǎng)550nm，求玻璃膜厚度。，求玻璃膜厚度。()17nd 9677 550 106 64 1011 58 1mdn解：條紋下移，玻璃膜附加光程

5、差為解：條紋下移，玻璃膜附加光程差為0 7 1s2ss0 7 1s2ssdn 例例1 以單色光照射到相距為以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上的雙縫上,雙縫與雙縫與屏幕的垂直間隔為屏幕的垂直間隔為1m. (1) 從第一級(jí)明從第一級(jí)明 紋紋 到同側(cè)到同側(cè) 的第四級(jí)明的第四級(jí)明 紋的間隔為紋的間隔為7.5mm,求單色光的波長(zhǎng)求單色光的波長(zhǎng);(2) 假設(shè)入射光的波長(zhǎng)為假設(shè)入射光的波長(zhǎng)為600nm,求相鄰兩明紋間的間求相鄰兩明紋間的間隔隔.解解 1 , 2, 1,0,kkddxk141414kkddxxxnm5001414kkxdd2mm0 . 3ddx例例 2: 在楊氏實(shí)驗(yàn)中雙縫的間距為在楊氏實(shí)驗(yàn)

6、中雙縫的間距為0.20 mm，光屏，光屏與狹縫的間隔為與狹縫的間隔為50 cm, 測(cè)得光屏上相鄰亮條紋的測(cè)得光屏上相鄰亮條紋的間距為間距為1.5 mm。求光波的波長(zhǎng)。求光波的波長(zhǎng)。 解解: 由式由式Dxd 得得3372mm0.20 101.5 106.0 1050 10d xD 例例 3: 在楊氏實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為在楊氏實(shí)驗(yàn)中，雙縫間距為0.45 mm，運(yùn)用波，運(yùn)用波長(zhǎng)為長(zhǎng)為540 nm的光觀測(cè)。的光觀測(cè)。(1) 要使光屏要使光屏C上條紋間距為上條紋間距為1.2 mm，光屏應(yīng)離雙縫多遠(yuǎn)？，光屏應(yīng)離雙縫多遠(yuǎn)？(2) 假設(shè)用折射率為假設(shè)用折射率為1.5、厚度為厚度為9.0 m的薄玻璃片遮蓋狹縫的薄

7、玻璃片遮蓋狹縫S2，光屏上干涉，光屏上干涉條紋將發(fā)生什么變化？條紋將發(fā)生什么變化？ 解解: 由式由式Dxd 得得33697mm0.45 101.2 100.54 101.0540 105.4 10d xD S2遮蓋時(shí)，中央亮紋在遮蓋時(shí)，中央亮紋在x = 0處，遮后光程差處，遮后光程差為為 = (nh+r2h)r1 = h(n1)+(r2r1 ) = h(n1)+ dxD中央亮條紋應(yīng)滿足中央亮條紋應(yīng)滿足 = 0 = 0的條件，于是得的條件，于是得 (1)0dh nxD遮蓋后中央亮紋位置為遮蓋后中央亮紋位置為 623mm(1)(1.5 1) 9.0 101.01.0 100.45 10h nDxd

8、 這表示干涉條紋整體向下平移了這表示干涉條紋整體向下平移了10mm10mm。n例4 折射率為1.5的玻璃片插入楊氏實(shí)驗(yàn)的一束光路中，光屏上原來(lái)第5級(jí)亮條紋所在的位置變?yōu)橹醒肓翖l紋，試求插入的玻璃片的厚度。知光波波長(zhǎng)為6107m。dDS1S2PP0r1r2rh第5級(jí)亮條紋位置變成中央亮條紋求玻璃片的厚度為多少？解：在玻璃片插入前，光屏上第5級(jí)k5亮條紋所在位置滿足條件5(1)xdD 在玻璃片插入后，該位置變?yōu)橹醒肓翖l紋k0，所對(duì)應(yīng)的光程差變?yōu)?)xdnhhD并滿足條件并滿足條件xdkD 5()0nhh 將將1式代入上式有式代入上式有()0 xdnhhD最后得到玻璃片的厚度為最后得到玻璃片的厚度為

9、7655 6 106 1011.51hmn 答：插入的玻璃片的厚度為答：插入的玻璃片的厚度為6106m。1、洛埃鏡、洛埃鏡1S2SMLdpQ pQD光欄EE E 當(dāng)屏幕當(dāng)屏幕 E 移至移至E處，從處，從 S1和和 S2 到到 L點(diǎn)的點(diǎn)的光程差為零，但是察看到暗條紋，驗(yàn)證了反射光程差為零，但是察看到暗條紋，驗(yàn)證了反射時(shí)有半波損失存在。時(shí)有半波損失存在。其他分波陣面干涉安裝其他分波陣面干涉安裝勞埃鏡勞埃鏡 費(fèi)涅耳雙棱鏡費(fèi)涅耳雙棱鏡 費(fèi)涅耳雙面鏡費(fèi)涅耳雙面鏡半波損失半波損失對(duì)洛埃鏡，它是入射光和鏡面反射光相互關(guān)對(duì)洛埃鏡，它是入射光和鏡面反射光相互關(guān)涉。將察看屏緊靠反射鏡時(shí)，在鏡端處兩相關(guān)涉。將察看屏緊靠反射鏡時(shí)，在鏡端處兩相關(guān)光束的光程相等，即光程差為零，理應(yīng)是亮條光束的光程相等，即光程差為零，理應(yīng)是亮條紋，但實(shí)踐上紋，但實(shí)踐上是暗條紋。獨(dú)是暗條紋。獨(dú)一能夠的緣由一能夠的緣由就是光在鏡面就是光在鏡面上的反射。上的反射。2、菲涅耳雙面鏡、菲涅耳雙面鏡Dd 虛光源虛光源 、1S2S21SSWW平行于平行于dDkx dDkx 212 明條紋中心的位置明條紋中心的位置210 ,k屏幕上屏幕上O點(diǎn)在兩個(gè)虛光源連線