光的干涉教案文件

1、河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院教案編號理論 20032004學(xué)年度 第一學(xué)期系(部)數(shù)理系 教研室 物理教研室 任課教師 高忠明 課程名稱 大學(xué)物理學(xué)II 授課章節(jié):第十七章 授課班級授課日期課 題光的干涉時 數(shù)教學(xué)目的及 要 求教學(xué)重點難 點應(yīng)用教學(xué)方法及 教 具講授課堂設(shè)計(教學(xué)內(nèi)容過程方法圖表等)時間分配光學(xué): 經(jīng)典光學(xué):幾何光學(xué),物理光學(xué) 物理光學(xué):波動光學(xué)量子光學(xué)近代光學(xué):激光全息傅利葉和非線性光學(xué)17.1 光源 光的單色性和相干性一光源發(fā)光的特點: 1原子躍遷發(fā)光: 2光束的光波列構(gòu)成:不同原子躍遷發(fā)出的許多光波列形成光束 3兩個普通光源發(fā)出的光束不能形成干涉 4兩個相干光的干涉極值條件:兩

2、束光相干是指分別從兩束光到達同一點的光波列的位相差保持恒定二光的單色性三光的相干性: 同頻率同振動方向相位差恒定17.1獲得相干光的方法(近代用激光光源)一常用方法分波陣面法 如楊氏雙縫實驗分振幅法 相干疊加和非相干疊加單色光和準單色光非相干疊加和相干疊加相位差:非相干疊加:隨機變化,相干疊加:恒定, 17.3 光程 光程差光程:光在媒質(zhì)中通過的幾何路程與媒質(zhì)折射率的乘積 ;光程差:, ()相長干涉和相消干涉的條件 ()透鏡的等光程性使用透鏡不會引起附加的光程差17.4 分割波面法產(chǎn)生的光的干涉楊氏雙縫實驗(1807年)實驗?zāi)康?驗證光的波動性;實驗裝置:實驗結(jié)果:干涉條紋是以點為對稱點,明暗

3、相間分布的,處為中央明紋,相鄰明紋間及相鄰暗紋間間距相等;對不同的波長,相鄰條紋間距不等,大,大,條紋疏;小,小,條紋密;用白光做光源,則中央明紋白色,兩側(cè)某一級條紋為由紫而紅的彩條帶缺點:要使處有相同的相位,都必須很窄,通過狹縫的光強太弱,條紋不夠清晰理論計算 明暗紋位置:干涉條紋的間距 : 菲涅爾雙鏡實驗洛埃鏡實驗楊氏雙縫實驗中,在距離雙縫的屏上觀察若光源是由波長和的兩種單色光組成,則:干涉條紋間距分別為多少?距中央明紋多遠處兩種光線的亮紋第一次重合,各為第幾級?在楊氏雙縫實驗中,當作如下調(diào)節(jié)時,觀察屏上的干涉條紋將如何變化?試說明理由17.5 分割振幅法產(chǎn)生的光的干涉薄膜干涉(最典型)現(xiàn)

4、象分析計算:討論等厚干涉:一定,一定,等傾干涉:一定,為常數(shù),透射光的干涉注意點:干涉光線?條紋域?光路?半波損失?的取值要保證,取整數(shù)典型例子:劈尖干涉劈尖計算空氣劈尖 討論:劈尖處,棱邊為暗紋;平行于棱邊的明暗相間的直條紋 相鄰明(暗)條紋間距: 相鄰明(暗)條紋 玻璃劈尖 條紋間距:3.應(yīng)用測:由 測微小高度(如細絲直徑)檢查玻璃片的平直程度例:下邊各圖中,條紋將如何變化? 牛頓環(huán)裝置及現(xiàn)象計算:明暗環(huán)半徑將代入,明環(huán):暗環(huán):討論:中間一點是暗圓斑;條紋不是等間距的,越外越小中間填充介質(zhì),仍有一條光線有半波損失,明環(huán):暗環(huán):應(yīng)用:測檢查平面或球面玻璃的質(zhì)量例:牛頓環(huán):R=4.5m,第k級暗環(huán)半徑第k+5級暗環(huán)半徑求:增透與增反問題:組合透鏡中,反射光能損失20%左右計算增反:增透: 例1:如圖,在一潔凈的玻璃片上放一滴油,當油滴展開成油膜時,在的單色光垂直照射下,從反射光中觀察到油膜所形成的干涉條紋(用讀數(shù)顯微鏡向下觀察,若求:當油膜中的最高點與玻璃上表面相距時,試描述所觀察到的條紋形狀;油膜擴展時,條紋如何變化?將平面玻璃片覆在平凹柱面透鏡的凹面上,若單色平行光垂直照射,從反射光中觀察現(xiàn)象,試說明干涉條紋的形狀及其分布情況;當照射光波時,平