第四節(jié)平板的雙光束干涉演示文稿

第四節(jié)平板的雙光束干涉演示文稿當(dāng)前第1頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)（優(yōu)選）第四節(jié)平板的雙光束干涉當(dāng)前第2頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)分光性質(zhì)：振幅分割兩個(gè)干涉的點(diǎn)源：兩個(gè)反射面對S點(diǎn)的象S1和S2SDEPF平行平板的分振幅干涉當(dāng)前第3頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)一、干涉條紋的定域定域區(qū)：能夠得到清晰干涉條紋的區(qū)域,稱為定域區(qū)(該區(qū)域若對應(yīng)平面或曲面則稱為定域面)。非定域干涉:兩單色相干點(diǎn)源在空間任意一點(diǎn)相遇,總有一個(gè)確定的光程差,從而產(chǎn)生一定的強(qiáng)度分布,并都能觀察到清晰的干涉條紋,這種干涉稱為非定域干涉.在擴(kuò)展光源的情況下,在空間任意一點(diǎn),由光源上不同點(diǎn)源出發(fā)到達(dá)該點(diǎn)的產(chǎn)生雙光束干涉的兩支相干光的光程差不同,從而在該點(diǎn)引入了光程差變化δΔ;在δΔ≥λ/4的那些區(qū)域,條紋可見度下降,觀察不到清晰的干涉條紋;而在δΔ≤λ/4的那些區(qū)域,盡管采用了擴(kuò)展光源,條紋仍保持有高的可見度.定域干涉是和擴(kuò)展光源的使用聯(lián)系在一起的.他本質(zhì)上是一個(gè)空間相干性的問題。由于分振幅干涉是實(shí)現(xiàn)β=0的干涉,因此條紋的定域區(qū)可以根據(jù)在照明場中對應(yīng)于β=0的光線通過干涉系統(tǒng)后在干涉場中的交點(diǎn)的軌跡來確定.當(dāng)前第4頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)二、平行平板(Plane-ParallelPlates)干涉（等傾干涉Interferenceofequalinclination）1.光程差計(jì)算SDEPF平行平板的分振幅干涉P點(diǎn)處的強(qiáng)度為式中I1,I2是兩相干光各自在P點(diǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)度;Δ是兩相干光在P點(diǎn)的光程差.式中n和n’分別是平板折射率和周圍介質(zhì)的折射率.當(dāng)前第5頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)nn'phasechangeNophasechange由于周圍介質(zhì)折射率一致,所以兩個(gè)表面的反射光中有一支光發(fā)生”半波損失”,應(yīng)當(dāng)再考慮由反射引起的附加光程差λ/2.在平行平板的干涉中,光程差只取決于折射角θ2,相同θ2(從而有相同入射角θ1)的入射光構(gòu)成同一條紋,故稱等傾條紋.當(dāng)前第6頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)2.平板干涉裝置注意：采用擴(kuò)展光源，條紋域在無窮遠(yuǎn)。條紋成象在透鏡的焦平面上。產(chǎn)生等傾條紋的裝置當(dāng)前第7頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)薄膜反射板透鏡屏幕當(dāng)前第8頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)3、條紋分析(Fringesofequalinclination)當(dāng)前第9頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)當(dāng)前第10頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)中央條紋寬，邊緣條紋窄。平板越厚,條紋也越密當(dāng)前第11頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)（5）反射光條紋和透射光條紋互補(bǔ)平行平板干涉的反射光條紋和透射光條紋(a)(b)反射光干涉及條紋對比度,(c)(d)透射光干涉及條紋對比度當(dāng)前第12頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)

二.應(yīng)用1.增透膜玻璃MgF2光在膜的上下表面反射時(shí)都有半波損失反射光干涉相消時(shí)有當(dāng)前第13頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)膜的最小厚度為或----光學(xué)厚度----此時(shí)透射光增強(qiáng)即光學(xué)厚度為某一波長的1/4時(shí)，則膜為該波長的增透膜當(dāng)前第14頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)2.高反射膜光在每層膜的上下表面反射時(shí)只有一個(gè)面有半波損失第一層最小光學(xué)厚度為當(dāng)前第15頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)第二層最小光學(xué)厚度為即每層膜的光學(xué)厚度都為/4時(shí)，可得到該波長的高反射膜當(dāng)前第16頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)二、楔形平板干涉（等厚干涉Interferenceofequalthickness）圖12-16用擴(kuò)展光源時(shí)楔行平板產(chǎn)生的定域條紋a)定域面在板上方b)定域面在板內(nèi)c)定域面在板下方SPb)SPa)SPc)1、定域面的位置和定域深度楔形平板干涉:兩個(gè)不平行平面的分振幅干涉稱為楔形平板干涉.當(dāng)前第17頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)圖12-18楔形平板的干涉θ2ACSPBβ=0θ1nn'n'2、光程差計(jì)算式中n為楔形平板的折射率,n’為周圍介質(zhì)的折射率.當(dāng)前第18頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)垂直入射時(shí)，光程差是厚度h的函數(shù)，在同一厚度的位置形成同一級條紋。板的厚度一般很小,且楔角也不大圖12-19觀察板上等厚條紋的一種實(shí)用系統(tǒng)當(dāng)前第19頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)劈尖干涉（空氣隙劈尖）

明暗條件：等厚條紋d當(dāng)前第20頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)（1）劈尖愈厚處條紋級別越高。（2）棱邊處d=0,對應(yīng)著暗紋。（3）相鄰兩明（暗）紋間對應(yīng)的厚度差為d——暗紋討論：ddkdk+112345當(dāng)前第21頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)由上式看出越小,越大,條紋愈清晰。dLdkdk+1（4）明（暗）紋間距L:

Lsin=d=當(dāng)前第22頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)（1）對于折射率均勻的楔形平板，條紋平行于楔棱當(dāng)前第23頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)Dh(2)當(dāng)前第24頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)（3）（4）a當(dāng)前第25頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)劈尖上表面向上平移，干涉條紋間距不變，條紋向棱邊移動(dòng)；反之條紋向相反方向移動(dòng)對空氣層：平移距離時(shí)有一條條紋移過當(dāng)前第26頁\共有28頁\編于星期五\11點(diǎn)例、如何判斷兩個(gè)直徑相差很小的滾珠的大??？