大學物理學光干涉課件

光學光的干涉光的衍射光的偏振1光學光的干涉1光的干涉§1、光強與光源§2、光的分波振面干涉§3、光的分振幅干涉2光的干涉§1、光強與光源§2、光的分波振面干涉§3、光的分振惠更斯原理

媒質(zhì)中波動傳到的各點，都可看作是發(fā)射子波的波源；在其后的任一時刻，這些子波的包跡就決定新的波振面。衍射球面波平面波3惠更斯原理媒質(zhì)中波動傳到的各點，都可看作是發(fā)射子§1、光強與光源一、光強平面波平均值電場強度的平方對觀測時間取平均則4§1、光強與光源一、光強平面波平均值電場強度的平方對觀測時間二、光波干涉對于相干波源光源用光強表示5二、光波干涉對于相干波源光源用光強表示5三、光源發(fā)光的特點四、相干光的獲得6三、光源發(fā)光的特點四、相干光的獲得6§2、光的分波振面干涉390——455——492——577——597——622——780nm紫藍綠黃橙紅7§2、光的分波振面干涉390——455——492——577—pDSO2a一、雙縫實驗8pDSO2a一、雙縫實驗8加強消弱

明紋暗紋9加強消弱明紋位置暗紋位置明紋，暗紋間距討論:D2a10明紋位置暗紋位置明紋，暗紋間距討論:DpDSO2a一、雙縫實驗11pDSO2a一、雙縫實驗11明紋暗紋=明紋位置暗紋位置條紋間距12明紋暗紋=明紋位置暗紋位置條紋間距12重疊區(qū)S1234二、洛埃鏡實驗13重疊區(qū)S1234二、洛埃鏡實驗13三、菲涅耳雙鏡實驗S1234pA14三、菲涅耳雙鏡實驗S1234pA14菲涅耳雙鏡實驗SpA鏡面夾角兩虛光源夾角DLAB15菲涅耳雙鏡實驗SpA鏡面夾角兩虛光源夾角DLAB15例、已知求：1、明紋間距2、能看見幾條明紋1、2、0.5mmSpADLAB16例、已知求：1、明紋間距1、2、0.5mm§3、光的分振幅干涉一、光程，光程差：真空明紋暗紋界質(zhì)中明紋暗紋折射定率17§3、光的分振幅干涉一、光程，光程差：真空明紋暗紋界質(zhì)中明紋明紋暗紋光程光程差pdn18明紋暗紋光程光程差pdn18例1、楊氏雙縫實驗中，P為屏上第五級亮紋所在位置?，F(xiàn)將一玻璃片插入光源發(fā)出的光束途中，則P點變?yōu)橹醒肓翖l紋的位置，求玻璃片的厚度。P解、沒插玻璃片之前二光束的光程差為已知:玻璃插玻璃片之后二光束的光程差為19例1、楊氏雙縫實驗中，P為屏上第五級亮紋所在位置?，F(xiàn)將P解、二、薄膜干涉na1234ABcEhGb20二、薄膜干涉na1234ABcEhGb20考慮1光線反射時的半波損失=亮暗na1234ABcEhG21考慮1光線反射時的半波損失=亮暗na1234ABcEhG1、等傾干涉h一定A、光程差是傾角的函數(shù)，各級亮條紋，隨傾角變化，一個確定的亮紋上，傾角是一個定值。B、干涉條紋出現(xiàn)在光線的交點。對于平行光線，可用透鏡聚焦，拍照時膠片應(yīng)放在焦平面。透鏡有兩個作用：出現(xiàn)干涉條紋，增加條紋亮度。C、透涉光無位相突變，干涉條紋的形狀與反射光的互補。221、等傾干涉h一定A、光程差是傾角的函數(shù)，B、2、等厚干涉，傾角一定I=0厚度相等處，出現(xiàn)干涉條紋一樣。條紋出現(xiàn)在表面附近。用肥皂液實現(xiàn)等厚干涉h=0處是明暗條紋的條件明紋暗紋232、等厚干涉，傾角一定I=0厚度相等處，出現(xiàn)干涉h=三、薄膜干涉的應(yīng)用：等厚干涉明紋對應(yīng)的厚度相鄰明紋的厚度差討論：上表面平移24三、薄膜干涉的應(yīng)用：明紋對應(yīng)的厚度相鄰明紋的厚度差討論：上表例1、已知契形平面玻璃的折射率用讀數(shù)顯微鏡測出21條干涉條紋的間距為1.844mm,所用激光波長求、玻璃兩表面的夾角解、25例1、已知契形平面玻璃的折射率用讀數(shù)顯微鏡測出21條干涉求、例2、在玻璃表面鍍一層均勻薄膜，為使可見光中對人眼最敏感的光反射相消，求膜的最小厚度。玻璃空氣暗紋減反膜增透膜26例2、在玻璃表面鍍一層均勻薄膜，玻璃空氣暗紋減反膜26牛頓環(huán)透射光光學明暗幾何暗環(huán)oRRrh27牛頓環(huán)透射光光學明暗幾何暗環(huán)oRRrh27邁克耳孫干涉儀長度單位米的定義L12米是電磁波在真空中在1/299792458s的時間間隔內(nèi)行進路程的長度28邁克耳孫干涉儀長度單位米的定義L12米是電磁波在真空中在1/例3:空氣中有一厚度為的薄油膜,油的折射率為1.5,用白光垂直照射到膜上,問那些波長的光反射最強?解:薄膜干涉加強的條件為ab29例3:空氣中有一厚度為的薄例4:用尖劈干涉條紋測細絲直徑,方法是將細絲夾在兩塊平板玻璃之間形成空氣尖劈,觀察板面上的條紋間距即可算出細絲直徑.設(shè)金屬絲與棱邊的距離為L,相鄰明(暗)紋間距為.證明金屬絲的直徑為:LD證明:圖示光學30例4:用尖劈干涉條紋測細絲直徑,方法是將細絲夾在兩塊例5:一薄膜n=1.40。放在邁克耳孫干涉儀的一臂上，以波長為之光照射，若出現(xiàn)7.0條干涉條紋移動，問薄膜厚度為多少？解：薄膜插入一臂中，兩光束光程差改變量為條紋級數(shù)改變量為L1231例5:一薄膜n=1.40。放在邁克耳孫干涉儀的一臂上問題：1、為什么叫分波振面？分振幅？2、楊氏雙縫干涉和尖劈干涉條紋高級次出現(xiàn)在那里？3、用屏幕觀察楊氏雙縫干涉條紋，中央為零級亮紋，兩側(cè)遠離中央?yún)^(qū)為什么看不到條紋？P12332問題：1、為什么叫分波振面？分振幅？P12332光程差越大,級次越高.等傾干涉條紋的高級次出現(xiàn)在條紋的中心.當薄膜厚度增加時條紋中心應(yīng)出現(xiàn)更高級次的條紋,原來的條紋將擴展半經(jīng).我們將看到中心點明暗交替變化,且不斷“冒”出來新條紋.當薄膜厚度減小,情況相反.當光程差大到一定值則波動光學---------------幾何光學na1234ABcEhG=亮暗討論:33光程差越大,級次越高.na1234ABcEhG=亮暗討論§光的時空相干性一、時間相干性：光源的單色性原子發(fā)光持續(xù)的時間為光波列長度對波列有貢獻的單色波的頻率范圍34§光的時空相干性一、時間相干性：光源的單色性原子發(fā)光持條紋形狀光強分部