光的干涉ppt課件(名校)

第一章光的干涉1.1波動(dòng)的獨(dú)立性、疊加性和相干性1.2由單色波疊加所形成的干涉圖樣1.3分波面雙光束干涉1.4干涉條紋的可見度光波的時(shí)間相干性和空間相干性1.5*菲涅耳公式1.6分振幅薄膜干涉(一)—等傾干涉1.7分振幅薄膜干涉(二)—等厚干涉1.8邁克耳孫干涉儀1.9F-P干涉儀多光束干涉1.10干涉現(xiàn)象的一些應(yīng)用牛頓環(huán)11.光速

光在介質(zhì)中的傳播速度所以，光在介質(zhì)中的傳播速度v是真空中的1/n，n為介質(zhì)的折射率。光的電磁理論（Electromagnetictheoryoflight）

光在真空中的傳播速度m·s-12光在介質(zhì)中的傳播速度v是真空中的1/n。

光在透明介質(zhì)中的傳播速度小于真空中的速度，c/v=n----介質(zhì)的折射率電磁波在介質(zhì)中的的傳播速度3電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁場(chǎng)強(qiáng)度H都和傳播方向垂直，因而電磁波是橫波。由維納實(shí)驗(yàn)的理論分析可以證明，對(duì)人的眼睛或感光儀器起作用的是電場(chǎng)強(qiáng)度E,所以光波中的振動(dòng)矢量通常指的是電場(chǎng)強(qiáng)度1.1.2．光的強(qiáng)度4電磁波譜線頻率v與波長(zhǎng)l的關(guān)系:----真空中的光速5由于u0,c為常數(shù)，A為振幅，所以，光強(qiáng)I是由平均能流密度大小決定的。能流密度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過與波的傳播方向垂直的單位面積的能量平均是對(duì)一個(gè)振動(dòng)周期進(jìn)行平均E=Asinwt6光強(qiáng)在不同介質(zhì)中,比例系數(shù)中須有折射率n：在同一介質(zhì)中,只關(guān)心光強(qiáng)的相對(duì)分布,可忽略比例系數(shù)，相對(duì)光強(qiáng)為：

7檢測(cè)儀器探測(cè)到的光強(qiáng)定義為一個(gè)平均值的原因響應(yīng)時(shí)間：能夠被感知或被記錄所需的最短時(shí)間人眼的響應(yīng)時(shí)間：

最好的儀器的響應(yīng)時(shí)間大約：2ps

光波的振動(dòng)周期：

人眼和接收器只能感知光波的平均能流密度有實(shí)際意義的是光波的平均能流8波的獨(dú)立性兩列或多列波在空間相遇,相遇以后如果可以保持自己的特性(頻率,振幅和振動(dòng)方向等),按照自己原來的傳播方向繼續(xù)前進(jìn),彼此不受影響.波的疊加性在相遇區(qū)域內(nèi),介質(zhì)指點(diǎn)的合位移是各波分別單獨(dú)傳播時(shí)在該點(diǎn)所引起的位移的矢量和.波的獨(dú)立性是疊加性的前提1.1.3機(jī)械波的獨(dú)立性和相干性9波的疊加原理與獨(dú)立傳播定律一樣,適用性是有條件的：

(1)介質(zhì)的性質(zhì)

(2)波的強(qiáng)度光在真空中總是獨(dú)立傳播的,從而服從疊加原理.

在介質(zhì)中,當(dāng)光不太強(qiáng)時(shí),疊加原理仍然適用,此時(shí)介質(zhì)稱為線性介質(zhì),反之成為非線性介質(zhì).非線性效應(yīng):違反疊加原理的效應(yīng),稱為非線性效應(yīng).

非線性光學(xué):研究光的非線性效應(yīng)的學(xué)科.10干涉的界定若兩波頻率相等，在觀察時(shí)間內(nèi)波動(dòng)不中斷，而且在相遇處振動(dòng)方向幾乎沿著同一直線，那么它們疊加后產(chǎn)生的合振動(dòng)可能有些地方加強(qiáng)，在有些地方減弱，這一強(qiáng)度按空間周期性變化的現(xiàn)象稱為干涉。所得到的強(qiáng)度非均勻分布的整體圖象稱為干涉圖樣11由觀察結(jié)果確定：光在物質(zhì)中傳播時(shí)能量從物質(zhì)的一部分遷移到另一部分。這種遷移可以依靠波動(dòng)，也可能依靠移動(dòng)著的微粒。波動(dòng)的特征：能量以振動(dòng)的形式在物質(zhì)中依次轉(zhuǎn)移，物質(zhì)本身并不隨波移動(dòng)。如果依靠微粒來遷移能量時(shí)，能量隨微粒一起移動(dòng)凡強(qiáng)弱按一定分布的干涉圖樣出現(xiàn)的現(xiàn)象，都可作為該現(xiàn)象具有波動(dòng)本性的最可靠、最有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)1.1.4干涉現(xiàn)象是波動(dòng)的特性12光波是一種電磁波,它是矢量橫波,需要用兩個(gè)矢量場(chǎng)來描述:其中E,H分別是電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量.E0,H0分別是它們?cè)谠擖c(diǎn)的振幅.在一定條件下,可用標(biāo)量波來處理.相干和不相干的區(qū)別:對(duì)人眼或感光儀器起主要作用1.1.5相干和不相干疊加131415式中下面環(huán)繞振動(dòng)和波的聯(lián)系來分析，即波的疊加歸結(jié)為振動(dòng)的疊加。從振動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算，采用振幅矢量合成著手。16干涉圖樣取決于較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的平均強(qiáng)度：式中τ為觀察時(shí)間。兩種情況討論：

與t無關(guān)，即相位差恒定，相干。

第三項(xiàng)稱為相干項(xiàng)

相位差隨時(shí)間變化。相干項(xiàng)為零。綜上所述，這里應(yīng)區(qū)分疊加和疊加。相干非相干17相干疊加的三個(gè)條件是：相位差恒定?，F(xiàn)象通常也是取決于相位差是否恒定。頻率相同、振動(dòng)方向幾乎相同并在觀察時(shí)間內(nèi)重點(diǎn)是第三條，是否出現(xiàn)干涉18圖示：光強(qiáng)的分布

干涉相長(zhǎng)和干涉相消干涉相長(zhǎng)干涉相消19相位差隨時(shí)間變化。相干項(xiàng)為零。值得注意的是:相干疊加和非相干疊加都是按電場(chǎng)相加的,振動(dòng)的瞬時(shí)值都直接疊加,差別僅表現(xiàn)在最后的平均值上20在幾乎同一直線上的同頻率的兩電磁振動(dòng)疊加時(shí),需要區(qū)分兩種情況:

(1)相位差始終保持不變:可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)觀察到干涉現(xiàn)象.此時(shí)的兩振動(dòng)是相干的(2)兩振動(dòng)的相位差在觀察時(shí)間內(nèi)無規(guī)則地改變,不出現(xiàn)干涉現(xiàn)象.通常稱這種振動(dòng)為不相干的對(duì)于多光束的疊加可類似處理211.2.1．相位差和光程差P點(diǎn)的振動(dòng)為（觀察面上取一定點(diǎn)）

圖中參數(shù)：r1,r2,d,r0,y,現(xiàn)討論兩列單色簡(jiǎn)諧波的疊加來分析干涉圖樣的形成振源S1、S2的振動(dòng)為r1r2S1S2dS’yPP0N1.2由單色光波疊加所形成的干涉圖樣22兩波在P點(diǎn)相位差:正比于光程差δ＝r2－r1若兩振源的初位相相同,即定義:光程波數(shù)23圖示：光強(qiáng)的分布

時(shí)時(shí)1.2.2干涉圖樣的形成24波場(chǎng)中強(qiáng)度取極大和極小的條件強(qiáng)度分布情況干涉圖樣滿足以上條件的點(diǎn)P的軌跡在空間中是以振源S1,S2為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)雙曲面族,在觀察屏上的干涉圖樣由觀察屏和雙曲面的交線確定則，合振動(dòng)平均值達(dá)到最大值，稱干涉相長(zhǎng)

則，強(qiáng)度達(dá)到最小值，稱為干涉相消。25如圖所示：以S1,S2為軸線的雙葉旋轉(zhuǎn)雙曲面,以S1和S2兩點(diǎn)為它的焦點(diǎn)，圖中的曲線表示這樣的一組雙曲面和圖面的交線(為清楚計(jì)，兩圖中S1和S2的距離明顯夸大)。整個(gè)干涉花樣的輪廓大致就是這樣。Q1Q226當(dāng)觀察屏垂直于P0N時(shí),在觀察屏上強(qiáng)度相等的點(diǎn)的軌跡是一組雙曲線,為光屏面與上述雙葉旋轉(zhuǎn)雙曲面的交線.頂點(diǎn)在DD’上,下面確定頂點(diǎn)的位置在近軸和遠(yuǎn)場(chǎng)近似條件下,27相鄰兩條強(qiáng)度極大(或極小)值的條紋的頂點(diǎn)之間的距離為r1r2S1S2dS’yPP0N從圖中可知:波長(zhǎng)反映光場(chǎng)的空間周期性,而條紋間距反映干涉場(chǎng)中光強(qiáng)分布的周期性.利用其關(guān)系,通過測(cè)定條紋間距間接測(cè)定光波長(zhǎng)28幾點(diǎn)說明1、各級(jí)亮條紋的光強(qiáng)相等,相鄰亮條紋或相鄰暗條紋是等間距的，且與干涉級(jí)j無關(guān)。干涉條紋特點(diǎn)：(1)一系列平行的明、暗相間的條紋；(2)不太大時(shí)條紋等間距；(3)條紋間距與波長(zhǎng)、雙縫間距等有關(guān)。292、當(dāng)一定波長(zhǎng)的單色光入射時(shí),間距的大小與r0成正比,而與d成反比。d303、當(dāng)r0,d一定時(shí)，間距的大小與光的波長(zhǎng)成正比。歷史上第一次測(cè)量波長(zhǎng)，就是通過測(cè)量干涉條紋間距的方法來實(shí)現(xiàn)的。dd314.當(dāng)用白光照明時(shí)不同波長(zhǎng)的條紋錯(cuò)開和波長(zhǎng)差越大，錯(cuò)開越厲害；光程差越大,（干涉級(jí)數(shù)越高）,錯(cuò)開越厲害紅光藍(lán)光32白光入射的楊氏雙縫干涉照片5、干涉花樣實(shí)質(zhì)上體現(xiàn)了參與相干疊加的光波間相位差的空間分布。換句話說，干涉花樣的強(qiáng)度記錄了位相差的信息。如果，干涉花樣仍然不變，只是相對(duì)于有一移動(dòng)。移動(dòng)的多少和方向，要看的大小和符號(hào)而定。只要在維持不變，干涉花樣就能在空間穩(wěn)定。相干與不相干在本質(zhì)上都是波疊加的結(jié)果。33、d一定，.提供測(cè)量波長(zhǎng)的途徑；

亮條紋等強(qiáng)度，等間距；●一定，，；

白光照明，除中央亮紋外，其余各級(jí)亮紋帶色●干涉圖樣的強(qiáng)度記錄了相位差的信息?！窀缮鎴D樣的五大特征：3．干涉圖樣●●341.3分波面雙光束干涉一、光源和機(jī)械波源的區(qū)別

1.35普通光源：自發(fā)輻射獨(dú)立（同一原子不同時(shí)刻發(fā)的光）獨(dú)立

（不同原子同一時(shí)刻發(fā)的光）··=(E2-E1)/hE1E2自發(fā)輻射躍遷波列波列長(zhǎng)L=tc發(fā)光時(shí)間t10-8s原子發(fā)光：方向不定的振動(dòng)瞬息萬變的初相位此起彼伏的間歇振動(dòng)36激光光源：受激輻射E1E2

=(E2-E1)/h可以實(shí)現(xiàn)光放大;單色性好;相干性好。例如:氦氖激光器;紅寶石激光器;半導(dǎo)體激光器等等。完全一樣（頻率,相位,振動(dòng)方向,傳播方向都相同）372.機(jī)械波源、光源區(qū)別38二、獲得穩(wěn)定干涉圖樣的條件典型的干涉實(shí)驗(yàn)1.獲得穩(wěn)定干涉圖樣的條件：從同一批原子發(fā)射出來經(jīng)過不同光程的兩列光波。

2.干涉的分類：39pS

*分波面法分振幅法·p薄膜S*40托馬斯?楊楊氏最先在1801年得到兩列相干的光波，并且以明確的形式確立了光波疊加原理，用光的波動(dòng)性解釋了干涉現(xiàn)象．這一實(shí)驗(yàn)的歷史意義是巨大的。3.分波面干涉的特殊裝置和典型實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)紊?1楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)光路紅光入射的楊氏雙縫干涉照片Yr0S1S2dYSr1r2R1R2O’O42次波源S1,S2的初位相分別為:從而兩次波之間的相位差與振源的初相位無關(guān).當(dāng)r02>>d2(遠(yuǎn)場(chǎng)條件），y2<<r02(傍軸條件）Y點(diǎn)相位差Yr0S1S2dYSr1r2R1R2O’ON43亮條紋暗條紋Yr0S1S2dYSr1r2R1R2O’O條紋間距（周期）假設(shè)R1=R244XY45例題楊氏雙縫的間距為0.2mm，雙縫與屏的距離為1m.若第1級(jí)明紋到第4級(jí)明紋的距離為7.5mm，求光波波長(zhǎng)。46一些其它干涉裝置(1)菲涅耳雙面鏡和雙棱鏡Fresnel雙面鏡Fresnel雙棱鏡BCrlr47Lloyd鏡：a以上公式都可與楊氏干涉類比,干涉條紋間距與波長(zhǎng)成正比.即不同顏色的光產(chǎn)生的條紋間距不同.如果采用白光(或非單色光)照明時(shí),屏幕上呈現(xiàn)的是許多套不同顏色條紋的非相干疊加.由于除0級(jí)以外,任何級(jí)的亮紋和暗紋都彼此錯(cuò)開.故在白光照明時(shí),除0級(jí)亮紋以外,其它均為彩帶.48半波損失：光程差：條紋特點(diǎn)：Ｍ`處為暗紋，干涉條紋僅在Ｍ`一側(cè)（無損則應(yīng)為亮紋）（其它都是對(duì)稱分布于兩側(cè)）參見圖１－１１49*4.維納駐波實(shí)驗(yàn)：駐波：振幅相同而傳播方向相反的兩列簡(jiǎn)諧相干波疊加得到的振動(dòng)。條紋間距：特點(diǎn)：駐波也有“半波損失”。感光乳膠50關(guān)于干涉條紋的移動(dòng)在干涉裝置中,除了要注意干涉條紋的靜態(tài)分布,還要關(guān)心它們的移動(dòng)和變化,因?yàn)楣獾母缮娴脑S多應(yīng)用都與條紋的變動(dòng)有關(guān).引起條紋移動(dòng)的原因:(1)光源的移動(dòng),(2)裝置結(jié)構(gòu)的改變,(3)光路中介質(zhì)的變化.研究方法：(1)固定干涉場(chǎng)中的一個(gè)點(diǎn)P,觀察有多少條紋移過此點(diǎn).(2)跟蹤干涉場(chǎng)中某級(jí)條紋,看它的移動(dòng)方向以及移動(dòng)的距離.51第一種方法：移過某個(gè)固定點(diǎn)干涉條紋的數(shù)目N,決定于該點(diǎn)兩相干光線之間的光程差的變化.當(dāng)光程差改變一個(gè)波長(zhǎng)時(shí),便有一根干涉條紋移過該點(diǎn).正比于光程差r2－r1亮條紋暗條紋52第二種方法：研究某一特定條紋（如零級(jí)條紋）移動(dòng)的情況,則須探究具有給定光程差場(chǎng)點(diǎn)的去向.楊氏干涉裝置因光源的移動(dòng)引起干涉條紋的變動(dòng).原0級(jí)條紋位置新0級(jí)條紋位置yyr053當(dāng)點(diǎn)源沿x方向移動(dòng)到軸外s’處時(shí),0級(jí)條紋將移至軸外P0’處,其位置由0程差條件來決定:當(dāng)點(diǎn)源向下平移時(shí),R1>R2,零程差要求r2>r1,即條紋向上移動(dòng).反之,向下移動(dòng).在傍軸條件下:負(fù)號(hào)表示干涉條紋的移動(dòng)與光源移動(dòng)的方向相反．另外，由于干涉條紋的取向沿x方向,所以點(diǎn)光源沿x方向的平移不會(huì)引起干涉條紋的變動(dòng).54例題：楊氏干涉的應(yīng)用問：原來的零級(jí)條紋移至何處？若移至原來的第k級(jí)明條紋處，介質(zhì)厚度h為多少？已知：S2

縫上覆蓋的介質(zhì)厚度為h，折射率為n，設(shè)入射光的波長(zhǎng)為

解：從S1和S2發(fā)出的相干光所對(duì)應(yīng)的光程差當(dāng)光程差為零時(shí)，對(duì)應(yīng)零條紋的位置應(yīng)滿足：所以零級(jí)明條紋下移55原來k級(jí)明條紋位置滿足：設(shè)有介質(zhì)時(shí)零級(jí)明條紋移到原來第k

級(jí)處，它必須同時(shí)滿足：結(jié)果56作業(yè)1閱讀：P1-25習(xí)題：P631、2、3、4、5571.4干涉條紋的可見度

光波的時(shí)間相干性和空間相干性一、干涉條紋的可見度（對(duì)比度、反襯度）影響因素很多，主要是振幅比。585960二、光源的非單色性對(duì)干涉條紋的影響

當(dāng)波長(zhǎng)為（-/2）的第j級(jí)暗紋與波長(zhǎng)為的第ｊ級(jí)亮紋重合時(shí)，Ｖ→０。即：＝j(luò)=（-/2）(j+1/2)，j=j-j/2+/2+/4可忽略6162*三、時(shí)間相干性——（光場(chǎng)的）縱向相干性能產(chǎn)生干涉要求的最大光程差應(yīng)等于波列的長(zhǎng)度，即：小→Ｌ長(zhǎng)

63四、光源的線度對(duì)干涉條紋的影響64光源：干涉條紋分布：合成光強(qiáng)分布：xx65狹縫S寬度的影響：

從光源（或狹縫）上不同點(diǎn)發(fā)出的光波經(jīng)S1和S2到達(dá)P點(diǎn)有不同的光程差。光源上不同點(diǎn)形成的干涉條紋相互錯(cuò)開，導(dǎo)致條紋對(duì)比度下降66當(dāng)S’到S的距離變大時(shí),S’的干涉條紋將向下移動(dòng),總的干涉條紋的對(duì)比度降低.若S’的干涉圖樣的最大值恰好與S的最小值重合,干涉條紋的對(duì)比度降為0.設(shè)S’到S距離為d’對(duì)于擴(kuò)展光源,光源的臨界寬度當(dāng)這一程差等于半個(gè)波長(zhǎng),則干涉條紋的可見度為067*五、空間相干性——橫向相干性

得：由0'0max'0lld’rddrd0’==當(dāng)雙縫之間的距離小于dmax,在屏幕上可以看到干涉條紋,此時(shí)S1和S2是相干的.或者說這時(shí)光場(chǎng)具有空間相干性.光場(chǎng)的空間相干性是描述光場(chǎng)在光的傳播路徑上空間橫向兩點(diǎn)在同一時(shí)刻光振動(dòng)的光聯(lián)程度,所以又稱為橫向相干性注意：光的空間相干性和時(shí)間相干性是不能嚴(yán)格分開的。68*1.5菲涅耳公式一、菲涅耳公式A1、A1‘、A2入射角i1

平行分量：pAp1、Ap1'、Ap2反射角i'1垂直分量：sAs1、As1

'、As2折射角i2入射波、反射波、折射波振幅則：

69二、半波損失的結(jié)論

⑴光密光疏⑵折射光，不產(chǎn)生半波損失⑶“±”

當(dāng)光從折射率小的光疏介質(zhì)向折射率大的光密介質(zhì)表面入射時(shí)，反射過程中反射光有半波損失。70作業(yè)2閱讀：P25—3371相干光的獲得方法：分波面分振幅分振動(dòng)面分波面干涉分振幅干涉分振動(dòng)面干涉相應(yīng)干涉的類型：721.6分振幅干涉（一）——等傾干涉一、常見的分振幅干涉現(xiàn)象二、分振幅干涉概述三、光學(xué)薄膜概述四、觀察等傾干涉現(xiàn)象的典型裝置五、單色點(diǎn)光源引起的等傾干涉現(xiàn)象六、單色發(fā)光平面所引起的等傾干涉條紋七、應(yīng)用八、光疏膜的等傾干涉73一、常見的分振幅干涉現(xiàn)象光和膜是本類干涉現(xiàn)象產(chǎn)生的兩個(gè)必要條件。74二、分振幅干涉概述分振幅干涉：一列波按振幅的不同被分成兩部分(次波)，兩次波各自走過不同的光程后，重新疊加并發(fā)生干涉。常見的分振幅方法：光學(xué)介質(zhì)分界面的反射和折射。常見的分振幅干涉：等傾干涉、等厚干涉。75等厚(平面平行)膜產(chǎn)生等傾干涉圓條紋n1n2n3等傾角(平面非平行)膜產(chǎn)生等厚干涉直條紋n1n2n3球面膜產(chǎn)生等厚干涉圓條紋n1n2n376三、光學(xué)薄膜概述光學(xué)薄膜：光學(xué)厚度在（可見）光源相干長(zhǎng)度以內(nèi)的介質(zhì)薄膜。分類：據(jù)光學(xué)介質(zhì)薄膜所處環(huán)境介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)不同，可分為：光密膜（n1<n2>n3），光疏膜（n1>n2<n3），過渡膜（n1<n2<n3或n1>n2>n3）等。本分類方法適用于各種幾何結(jié)構(gòu)的光學(xué)薄膜。77

(n2h)光學(xué)厚度h幾何厚度外介質(zhì)n1光學(xué)膜n2基底n378四：?jiǎn)紊c(diǎn)光源引起的等傾干涉現(xiàn)象79設(shè)：則：式中的h即為書上的d080附加的額外光程差81

注意考慮半波損的情況，若沒有,則結(jié)果調(diào)換之。L2,1,02)2(2)12(sin2cos212212222±±=?????íì+=-=\jjjinnd0id0n相消相長(zhǎng)ll82想想為什么此處我們只需要考慮兩束光的干涉83五：觀察等傾干涉現(xiàn)象的典型裝置1.光學(xué)介質(zhì)薄膜Thin-film2.光源Light3.半反鏡Beamsplitter4.成像裝置：透鏡Lens或人眼5.接收裝置：屏幕Screen或視網(wǎng)膜通常的實(shí)驗(yàn)中，膜為光密膜或者光疏膜情況。84L

fPo

rB

hn1n1n2>n1i1i2A

CD··a2a1Si1i1i1·

··形狀:具有相同傾角i1

的光線，在膜面上入射點(diǎn)的軌跡是一個(gè)圓，因此，典型裝置之屏上的等傾條紋，是一系列同心圓環(huán)，圓環(huán)的的半徑：r=ftgi1

fsini1。垂直入射時(shí)，i1=0，r(i1=0)=0,對(duì)應(yīng)條紋中心。85六、單色發(fā)光平面所引起的等傾干涉條紋86i1Pi1forhn1n1n2>n1面光源···871.入射角度對(duì)干涉條紋的影響：i凡入射角相同的就形成同一條紋，即同一干涉條紋上的各點(diǎn)都具有同一的傾角——等傾干涉條紋。特點(diǎn)：（1）干涉花樣是一些明暗相間的同心圓環(huán)；（2）h一定時(shí)，干涉級(jí)數(shù)越高（j越大），i1越小；（3）等傾干涉條紋定域于無限遠(yuǎn)處（放透鏡在焦平面上，否則無窮）（4）光源的大小對(duì)等傾干涉條紋的可見度并無影響。882.薄膜的厚度對(duì)條紋的影響——越薄越易觀察到條紋8990可見：薄膜的厚度h越大，則i22-i2‘2的值越小，亦即相鄰的亮條紋之間的距離越小，即條紋越密，越不易辨認(rèn)。

h↑；h↓。條紋外移條紋內(nèi)移另：在透射光中，也可觀察到等傾干涉條紋，但可見度很差。吐圓環(huán)吞圓環(huán)91常見的鍍膜光學(xué)元件：增透膜：增加某波段光的通光量（照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等助視儀器的鏡頭）。增反膜：紫外防護(hù)鏡、冷光膜、各種面鏡。干涉濾光片：從復(fù)色光中獲得準(zhǔn)單色光。七、應(yīng)用92八、光疏膜的等傾干涉

與光密膜的不同之處：由于光疏膜上表面的全反射，在單色點(diǎn)光源照射時(shí)，光疏膜下表面反射光線,不再象光密膜那樣分布在整個(gè)膜的上半空間，而只是分布在錐角為i1C的圓錐區(qū)域內(nèi)。

i1ca1a2b1n1n2n3（n1>n2<n3）結(jié)論：在光疏膜等傾干涉圓條紋的外邊緣處，可以觀察到零級(jí)條紋，而中心是有限序的高級(jí)次。零級(jí)條紋之外是均勻照明區(qū)。

931.7分振幅薄膜干涉（二）——等厚干涉

一、單色點(diǎn)光源所引起的等厚干涉條紋

CC’無光程差，ＡＤ以前也無光程差94額外程差95實(shí)際應(yīng)用中大都是平行光垂直入射(正入射)到薄膜上,即入射光與薄膜表面垂直.討論(1)垂直入射光的等厚干涉：為此，若沒有額外程差時(shí)，明紋和暗紋出現(xiàn)的條件為：當(dāng)當(dāng)或亮紋暗紋或當(dāng)或暗紋當(dāng)亮紋或若有額外程差，明紋和暗紋的條件為：96等厚干涉條紋常用于精密檢測(cè)和精密度量方面.假定薄膜的折射率均勻,則沿等厚線的光強(qiáng)相等.薄膜表面上這種沿薄膜等厚線分布的干涉條紋稱為等厚干涉條紋.相鄰等厚條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差為97(2)等厚條紋的形狀干涉條紋與薄膜的等厚度線重合，干涉條紋的形狀就是薄膜等厚線的形狀。零級(jí)條紋在劈尖的棱（h=0）處h

j

等厚干涉條紋定域于薄膜表面相鄰干涉條紋的厚度差相等：或98劈形薄膜的等厚條紋hk+1hα明紋暗紋hk暗紋Δx99因?yàn)橄噜彽群窀缮鏃l紋的高度差為λ/2,則條紋間隔Δx與劈頂角α的關(guān)系為:或a.條紋等間距分布b.夾角α越小，條紋越疏；反之則密如α過大，條紋將密集到難以分辨，就觀察不到干涉條紋了。根據(jù)的值可以得知玻璃板的不平行度α,其精度可達(dá)1’’.100(3)劈尖明暗條紋的判據(jù)當(dāng)光程差等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)干涉加強(qiáng)的現(xiàn)象，形成明條紋；當(dāng)光程差等于半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，出現(xiàn)干涉減弱的現(xiàn)象，形成暗條紋。對(duì)于空氣，n=1當(dāng)或當(dāng)或亮紋暗紋101劈尖干涉條紋的特征第一級(jí)明紋棱邊呈現(xiàn)暗紋第一級(jí)暗紋……第二級(jí)明紋第二級(jí)暗紋102（4）發(fā)光面形成的條紋有彎曲103例1

現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.45和1.62的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角的尖劈。將波長(zhǎng)為550nm的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。

（1）試求條紋間距；（2）若將整個(gè)劈浸入折射率為1.52的杉木油中，則條紋的間距變成多少？（3）定性說明當(dāng)劈浸入油中后，干涉條紋將如何變化？104解：（1）∵干涉相長(zhǎng)的條件為即：相鄰兩亮條紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差為對(duì)于空氣劈，n=1,則105由此可得：（2）浸入油中后，條紋間距變?yōu)椋?）浸入油中后，兩塊玻璃板相接觸端，由于無額外光程差，因而從暗條紋變成亮條紋。相應(yīng)的條紋間距變窄，觀察者將看到條紋向棱邊移動(dòng)。106在實(shí)際的精密檢測(cè)裝置中,對(duì)于劈形薄膜需要判斷交棱在哪邊,以及上下表面發(fā)生怎樣的相對(duì)推移.Ⅱ1和Ⅱ2的間隔增大時(shí),條紋趨向棱線;Ⅱ1和Ⅱ2的間隔減小時(shí),條紋背離棱線.Ⅱ1和Ⅱ2的間隔每改變?chǔ)?2時(shí),條紋平移的距離恰好等于條紋間隔ΔX.107例3(1)：用劈尖干涉檢測(cè)工件的表面，當(dāng)波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射時(shí)，觀察到干涉條紋如圖，圖中每一條紋彎曲部分的頂點(diǎn)恰與右邊相鄰的直線部分的連續(xù)相切，由圖可見工件表面A、有一凹陷的槽，深為λ/4B、有一凹陷的槽，深為λ/2C、有一凸起的埂，高為λ/4D、有一凸起的埂，高為λ/2(B)108二、薄膜色日光照射下的肥皂膜，液體上浮的薄層油膜，金屬表面上的氧化膜（電視機(jī)、電影攝像機(jī)鏡頭、高級(jí)相機(jī)鏡頭、潛望鏡）。109形成原因:白光或一定范圍內(nèi)的復(fù)色光照射薄膜時(shí),對(duì)于某一指定的入射角,其110例題二問：若反射光相消干涉的條件中取k=1，膜的厚度為多少？此增透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？已知：用波長(zhǎng)，照相機(jī)鏡頭n3=1.5，其上涂一層n2=1.38的氟化鎂增透膜，光線垂直入射。解：因?yàn)?，所以沒有額外程差。反射光相干相消的條件是：代入k和n2

求得：111此膜對(duì)反射光相干相長(zhǎng)的條件：可見光波長(zhǎng)范圍400－700nm波長(zhǎng)412.5nm的可見光有增反。結(jié)果問：此增透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？112例二：氦氖激光器中的諧振腔反射鏡，要求對(duì)波長(zhǎng)=6328A0的單色光反射率達(dá)99%以上，為此在反射鏡的玻璃表面上交替鍍上ZnS(n1=2.35)和低折射率的材料MgF2(n2

=1.38)共十三層，求每層膜的實(shí)際厚度？（按最小厚度要求）n1n1n1n2n2n2實(shí)際使用中，光線垂直入射；有額外程差。ZnS的最小厚度MgF的最小厚度113作業(yè)3閱讀：P33—42習(xí)題：P678、10、11選作：P679114A.A.Michelson1852—1931邁克耳孫美國(guó)物理學(xué)家，出生于波蘭。1887年，他發(fā)明了一臺(tái)精密的干涉儀，并與美國(guó)化學(xué)家莫雷一起量度地球在“以太”中的速度，結(jié)果推翻了以太存在的假說。1907年，邁克耳遜因其極度精確的儀器和所進(jìn)行的重要實(shí)驗(yàn)成為第一個(gè)贏得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)人。邁克耳孫干涉儀至今仍是許多光學(xué)儀器的核心。§1-8邁克耳孫干涉儀115

振幅分割型雙光束干涉儀；1.9.1邁克耳孫干涉儀的基本原理圖示：從不同方位看到的Michelson干涉儀裝置116B:beam-splitter(分束鏡);C:compensator(補(bǔ)償器);M1,M2:mirrors(反射鏡)M1117

光路圖如下：從單色光源S發(fā)出的平行光束ab，以45°的入射角射到背面為半透明表面的平面玻璃板G1上，該板把入射光束分成強(qiáng)度幾乎相等的反射光束a1b1和透射光束a2b2。這兩束光分別經(jīng)分光板G1和G2的反射和透射最后經(jīng)測(cè)微目鏡會(huì)聚于焦點(diǎn)A處發(fā)生干涉。

SppL1aba1b1G1G2L2AFa2b2M2M1M2′F118干涉條件：

119中心點(diǎn)的亮暗完全由h確定，當(dāng)2h=jλ即h=jλ/2時(shí)，中心為亮點(diǎn).當(dāng)h值每改變?chǔ)?2時(shí)，干涉條紋變化一級(jí)。換言之M1、M2’之間的距離每增加（或）減少λ/2，干涉條紋的圓心就冒出（或縮進(jìn)）一個(gè)干涉圓環(huán)。所以數(shù)出視場(chǎng)中移過的明條紋數(shù)N，就可算出M1平移的距離:△h=N

λ/2.基本公式：對(duì)于中心120（３）白光：則只有d0=0時(shí)的中央條紋仍是白色，兩邊的條紋均有彩色。利用這一點(diǎn)可確定兩路的光程是否完全相同。121M2M1等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋122M2M2M1M1等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋123M2M2M2M1M1M1與重合等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋124M2M2M2M2M1M1M1M1與重合等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋125M2M1M2M2M2M2M1M1M1M1與重合等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋126邁克耳遜干涉儀的干涉條紋M2M1M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1與重合等厚干涉條紋等傾干涉條紋127M2M1M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1與重合等厚干涉條紋等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋128M2M1M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1與重合等厚干涉條紋等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋129M2M1M2M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1M1與重合等厚干涉條紋等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋130M2M1M2M2M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1M1M1與重合等厚干涉條紋等傾干涉條紋邁克耳遜干涉儀的干涉條紋131MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。132MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。133MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。134MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。135MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1361MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1371MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1381MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1391MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1401MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1411MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1421MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1431MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1441MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1451MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1461MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1471MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1481MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1491MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1501MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1511MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1521MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。1531MM12干涉條紋的移動(dòng)當(dāng)與之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋向外擴(kuò)張,干涉條紋變密。154二、主要應(yīng)用：

邁克耳孫干涉儀的主要優(yōu)點(diǎn)是光路的兩臂分的很開，便于在光路中安置被測(cè)量的樣品.而且兩束相干光的光程差可由移動(dòng)一個(gè)反射鏡來改變，調(diào)節(jié)十分容易，測(cè)量結(jié)果可以精確到與波長(zhǎng)相比擬。所以應(yīng)用廣泛。它可用于精密測(cè)定樣品長(zhǎng)度和媒質(zhì)折射率，研究光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。現(xiàn)在邁克耳孫干涉儀的各種變型很多，它們?cè)诠鈱W(xué)儀器制造工作中常用于對(duì)平板、棱鏡、反射鏡、透鏡等各種元件作質(zhì)量檢測(cè)。155

1892年，邁克耳孫用他的干涉儀最先以光的波長(zhǎng)測(cè)定了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)米尺的長(zhǎng)度。用鎘蒸汽在放電管中發(fā)出的紅色譜線來量度米尺的長(zhǎng)度，在溫度為15℃,壓強(qiáng)為1atm高的干燥空氣中，測(cè)得1m=1553，163.5倍紅色鎘光波長(zhǎng)，或：紅色鎘光波長(zhǎng)λ0=643.84722（nm）。１.測(cè)量國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尺“米”的長(zhǎng)度

由于激光技術(shù)的發(fā)展，在激光技術(shù)方面有了很高的精確度。1983年10月20日召開的第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定，“1m是光在真空中在1/299792458s的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度?！备鶕?jù)這個(gè)定義，光速的這個(gè)數(shù)值是個(gè)確定值，而不再是一個(gè)測(cè)量值了。1562.測(cè)氣體的折射率SG1G2AM2M1氣壓表打氣皮囊D使小氣室的氣壓變化△P，從而使氣體的折射率改變△n，（因而光經(jīng)小氣室的光程變化2D△n），引起干涉條紋“吞”或“吐”N條。則有:2D︱△n︱=N

λ︱△n︱=N

λ/2D①理論證明，在溫度和濕度一定的條件下，當(dāng)氣壓不太大時(shí)，氣體折射率的變化量△n與氣壓的變化量△P成正比：(n-1)/P=△n/︱△P︱＝常數(shù)n=1+(N

λ/2D)(P/︱△P︱)②157例題1邁克耳孫干涉儀的反射鏡M1移動(dòng)0.25mm時(shí)，看到條紋移動(dòng)的數(shù)目為1000個(gè)，設(shè)光為垂直入射，求所用光源的波長(zhǎng)。解4：∵∴=2×0.25×106/1000=500（nm）158總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理：分振幅薄膜干涉原理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用：測(cè)波長(zhǎng)、長(zhǎng)度、光源相干長(zhǎng)度、物質(zhì)折射率、光譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)的研究等。要求：會(huì)解釋一些應(yīng)用原理159102．用鈉黃光（5893?）觀察邁克爾遜干涉條紋，先看到干涉場(chǎng)中有12個(gè)亮環(huán)，且中心是亮斑（規(guī)定中心斑不算一環(huán)），移動(dòng)平面鏡M1后，看到中心吞（吐）了10環(huán)，而此時(shí)干涉場(chǎng)中還剩有5個(gè)亮環(huán)，試求：（1）移動(dòng)M1的距離？（2）開始時(shí)中心亮斑的干涉級(jí)次？（3）移動(dòng)M1后，從中心向外數(shù)第五個(gè)亮環(huán)的干涉級(jí)次？16011解：分振幅干涉問題視場(chǎng)：是指被觀察的干涉條紋所在的觀察場(chǎng)的范圍固定的（1）分析移動(dòng)平面鏡M1后等效空氣膜的厚度變化相同視場(chǎng)角范圍之內(nèi)條紋數(shù)目變小、條紋變稀等效空氣膜的厚度變薄了中心點(diǎn)的光程差公式hh-Δh在膜厚變薄時(shí)條紋向里收縮，中心吞了10個(gè)亮環(huán)條紋。（2）因而平面鏡位移的絕對(duì)值應(yīng)為16112（3）中心級(jí)別的絕對(duì)級(jí)次取決于膜層厚度h，最大視處對(duì)應(yīng)于觀察場(chǎng)中場(chǎng)角最小干涉級(jí)次。鏡面移動(dòng)前有：鏡面移動(dòng)后：開始時(shí)中心亮斑級(jí)次為：（4）顯然，移動(dòng)后中心亮環(huán)級(jí)別為：7，向外數(shù)第5個(gè)亮環(huán)的干涉級(jí)別為：2。1621.9法布里-珀羅干涉儀多光束干涉邁克耳孫干涉儀是應(yīng)用分振幅原理的干涉儀，波幅分解后成為一個(gè)雙光束系統(tǒng)，如果兩束光的強(qiáng)度相同即振幅都等有A1，則光強(qiáng)為雙光束它介乎最大值和最小值0之間，隨位相差連續(xù)改變，用實(shí)驗(yàn)方法不易測(cè)定最大值或最小值的精確位置。163對(duì)實(shí)際應(yīng)用來說，干涉花樣最好是十分狹窄，邊緣清晰，并且十分明亮的條紋，此外還要求亮條紋能被比較寬闊而相對(duì)黑暗的區(qū)域隔開。

164要是我們采用位相差相同的多光束干涉系統(tǒng)。這些要求便可實(shí)現(xiàn)，圖1-16

165法布里－珀羅干涉儀的裝置166法布里－珀羅干涉儀的結(jié)構(gòu)圖在屏幕上形成等傾干涉條紋（一系列同心圓環(huán)）。167法布里－珀羅干涉儀的條紋要比邁克耳孫干涉儀的條紋細(xì)銳。168一、原理：分振幅薄膜多光束干涉二、裝置：主要由兩塊平行放置的平行板組成If：其間隔固定不變——法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具If：其間隔可以改變——法布里-珀羅干涉儀169這些透射光束都是相互平行的，如果一起通過透鏡L2，則在焦平面上形成薄膜干涉條紋，每相鄰兩光束在到達(dá)透鏡L2的焦平面上的同一點(diǎn)時(shí)，彼此的光程差值都一樣：170

位相差為若第一束透射光的初位相為零，則各光束的位相依次為振幅以等比級(jí)數(shù)（公比為）依次減小，位相則以等差級(jí)數(shù)（公差為）而依次增加。多束透射光疊加的合振幅E可按如下方法計(jì)算：則合振動(dòng)為：利有無窮遞縮等比級(jí)數(shù)求和公式：

171合振動(dòng)的強(qiáng)度為：

稱為艾里函數(shù)172稱為精細(xì)度，它是干涉條紋細(xì)銳程度的量度。對(duì)于給定的值，隨而變，當(dāng)時(shí)，振幅為最大值A(chǔ)0，當(dāng)時(shí)，振幅為最小值。時(shí)，不論值大小如何，A幾乎不變時(shí)，只有時(shí)方出現(xiàn)最大值

反射率越大，可見度越顯著。173174采用面光源照明175當(dāng)G、面的反射率很大時(shí)（實(shí)際上可達(dá)90%，甚至98%以上），由透射出來的各光束的振幅基本相等，這接近于等振幅的多光束干涉。計(jì)算這些光束的疊加結(jié)果，合振幅為設(shè)176177A0為每束光的振幅，N為光束的總數(shù)，則為各相鄰光束之間的位相差。由上式可知，當(dāng)時(shí)，

得到最大值178179而當(dāng)時(shí)得到最小值

=0

這時(shí)已變成最大值的條件。

由此可見，在兩個(gè)相鄰最大值之間分布著（N-1）個(gè)最小值，又因?yàn)橄噜徸钚≈抵g，必有一個(gè)最大值，故在兩個(gè)相鄰的最大值之間分布著（N-2）個(gè)較弱的最大光強(qiáng)，稱為次最大，可以證明，當(dāng)N很大時(shí)，最強(qiáng)的次最大不超過最大值的。180基本公式：181

1.A與的關(guān)系：

當(dāng)=0，2，4……時(shí)，有Amax=A0；當(dāng)=，3，5……時(shí)，有Amin=A0；Ιmin

/Ιmax=A2min/A2max=,

V2.A與的關(guān)系：

0，A與無關(guān)，A幾乎不變；

1，只有=2j時(shí)，有最大值A(chǔ)max;182結(jié)果：

1.單色面光源：

同心圓形的等傾干涉條紋1832.復(fù)色面光源：

隨而變，多色光展開成有色光譜，越大，條紋越細(xì)銳。3.應(yīng)用：研究光譜線超精細(xì)結(jié)構(gòu)、激光諧振腔等。4.等振幅的多光束干涉：184多次反射和透射產(chǎn)生的多光束干涉185反射光和透射光的干涉花樣互補(bǔ)。1861.10干涉現(xiàn)象的一些應(yīng)用牛頓環(huán)

一、檢查光學(xué)元件的表面空氣劈平面干涉儀187二、鍍膜光學(xué)元件增透膜0，高反射膜99.6%、冷光膜、干涉濾光片。188三、測(cè)量長(zhǎng)度的微小改變空氣劈——干涉膨脹儀——熱膨脹系數(shù)

機(jī)械壓力、壓力、比較滾珠的直徑等。189四、牛頓環(huán)1.裝置：平板BB’、平凸透鏡AOA’2.原理：分振幅薄膜干涉平板S分束鏡M顯微鏡0平凸透鏡..1903.條紋：?jiǎn)紊叫泄馐怪闭丈鋾r(shí)，形成等厚干涉條紋。()()()RrhRrhhhRrRhRhRrRhRr22222222222222?-=-==+-+=-+即：即：Q191⑴反射光：在反射光中看到O點(diǎn)是暗的。192（2）透射光：無半波損

在透射光中看到O點(diǎn)是亮的。

1934.討論：⑴由此可見：反射光中亮環(huán)的半徑恰等于透射光中暗環(huán)的半徑，反之亦然。即：反射牛頓環(huán)與透射牛頓環(huán)位置互補(bǔ)。

⑵在反射光中，亮環(huán)半徑按……的規(guī)律變化;而暗環(huán)半徑按……的規(guī)律變化。194⑶利用下圖的裝置可觀察到反射光和透射光中的牛頓環(huán)。5.應(yīng)用：精確檢驗(yàn)光學(xué)元件表面的質(zhì)量；確定壓力或長(zhǎng)度的微小改變；計(jì)算透鏡的曲率半徑。195壓環(huán)外擴(kuò)：要打磨中央部分壓環(huán)內(nèi)縮：要打磨邊緣部分例如：每一圈對(duì)應(yīng)厚度差（因?yàn)閚=1）196作業(yè)4閱讀：P42—56習(xí)題：P67121516197例題5用500nm的準(zhǔn)單色光做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)。借助于低倍測(cè)量顯微鏡測(cè)得由中心往外數(shù)第9個(gè)暗環(huán)的半徑為3mm。試求牛頓環(huán)裝置中平凸透鏡的曲率半徑R和由中心往外數(shù)第16個(gè)亮環(huán)的半徑r。

解5：∵第9個(gè)暗環(huán)的j=9，第16個(gè)亮環(huán)的j=15?！嗫汕蟮闷酵雇哥R的曲率半徑R=2m

；第16個(gè)亮環(huán)的半徑r

≈3.937ｍｍ。198小結(jié)

一、光的電磁理論①光是某一波段的電磁波，其速度就是電磁波的傳播速度。②光波中的振動(dòng)矢量通常指的是電場(chǎng)強(qiáng)度。③可見光在電磁波譜中只占很小的一部分，波長(zhǎng)在390~760nm的狹窄范圍以內(nèi)。④光強(qiáng)：I=A2。二、光的相干條件：頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定。習(xí)題討論課199三、相位差和光程差真空中均勻介質(zhì)中光程：光程差：相位差：

200四、干涉的分類：201五、干涉圖樣的形成：（1）干涉相長(zhǎng)：

（2）干涉相消：202六、干涉條紋的可見度：七、半波損失的結(jié)論：當(dāng)光從折射率小的光疏介質(zhì)向折射率大的光密介質(zhì)表面入射時(shí)，反射過程中反射光有半波損失。203八、楊氏雙縫：2．雙面鏡、雙棱鏡和洛埃鏡的條紋間距分波前干涉裝置204九、等傾干涉：凡入射角相同的就形成同一條紋，即同一干涉條紋上的各點(diǎn)都具有同一的傾角——等傾干涉條紋。205十、等厚干涉：對(duì)應(yīng)于每一直線條紋的薄膜厚度是相等的——等厚干涉條紋。206十一、邁克耳孫干涉儀：十二、劈尖：十三、牛頓環(huán)：207十四：多光束干涉1）多光束干涉條紋的特點(diǎn)：條紋很細(xì)銳、明亮2）幾個(gè)重要公式:5艾里函數(shù)208時(shí)間相干性時(shí)間相干性是指在非單色點(diǎn)源S照明的波場(chǎng)中兩個(gè)次波源S1和S2在沿波線的縱向方向上相距多遠(yuǎn)還是相干的。2）時(shí)間相干性的起因十五．增透膜和增反膜41）實(shí)現(xiàn)增透的條件：2）實(shí)現(xiàn)增反的條件：1）時(shí)間相干性定義：由于點(diǎn)光源發(fā)光時(shí)間的有限性（或者波列長(zhǎng)度的有限性、或者光波的非單色性），導(dǎo)致了干涉條紋可見度的下降，引出的兩個(gè)次波源S1和S2的相干性問題。3）時(shí)間相干性的幾個(gè)公式209干涉求解的問題2）干涉條紋的形狀、間距、條紋反襯度以及條紋的移動(dòng)變化等特征。1）考察平面上的相干光強(qiáng)分布；光程差，相位差4這是波動(dòng)光學(xué)部分求解的主要內(nèi)容?。ㄘ灤┤珪?10需要掌握的基本方法1．求解時(shí)空相干性問題的方法2．求解分波面干涉問題的方法3.求解分振幅干涉問題的方法4.判斷楔形薄膜交楞位置和薄膜表面不平度等問題的方法5．判斷等厚和等傾干涉的模層厚度變化引起的條紋移動(dòng)、吞吐和收擴(kuò)等問題的方法211作業(yè)習(xí)題：1－1、1-2、1－3、1－4、1－5、1－8，1－9,1－10、1－11、1－12、1－15、1－16、212討論題1.1光的電磁理論的要點(diǎn)是什么？1.2光的相干條件是什么？1.3光的干涉分哪幾類？1.4何為“光程”？1.5何為“干涉相長(zhǎng)”？何為“干涉相消”？1.6楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中亮、暗條紋的位置及間距如何確定？2131.7影響干涉條紋可見度大小的主要因素是什么？1.8計(jì)算干涉條紋可見度大小的常用公式有哪幾個(gè)？1.9光源的非單色性對(duì)干涉條紋有什么影響？1.10光源的線度對(duì)干涉條紋有什么影響？1.11在什么情況下哪種光有半波損失？214思考題1.將楊氏雙孔干涉裝置分別作如下單項(xiàng)變化，屏幕上干涉條紋有何改變？

（1）將雙孔間距d變??；

（2）將屏幕遠(yuǎn)離雙孔屏；

（3）將鈉光燈改變?yōu)楹つ始す猓唬?）將單孔S沿軸向雙孔屏靠近；（5）將整個(gè)裝置浸入水中；（6）將單孔S沿橫向向上作小位移；