大学物理简明教程 下册 教学课件 作者 施卫 等 第九章.ppt

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1、第九章　光的干涉第一节　光源及光的相干性第二节　双缝干涉第三节　光程和光程差　薄透镜的一个性质第四节　薄膜干涉第五节　等厚干涉第六节　迈克耳逊干涉仪第一节　光源及光的相干性一、光源二、光的相干性一、光源图9-1　原子发出的波列a)一原子先后发出的诸波列(，，)之间无确定的相位关系；波列b为与之比较的连续波b)两原子A、B发出的一系列波列之间无固定的相位差二、光的相干性图9-2　获得相干光的方法a)分波阵面法　b)分振幅法第二节　双缝干涉一、杨氏双缝实验二、菲涅耳双面镜实验三、洛埃镜实验——半波损失一、

2、杨氏双缝实验图9-3　杨氏双缝实验一、杨氏双缝实验图9-4　杨氏双缝干涉条纹的计算二、菲涅耳双面镜实验图9-5　双镜实验a)实验装置示意图　b)干涉条纹二、菲涅耳双面镜实验图9-6　双镜干涉条纹的计算三、洛埃镜实验——半波损失图9-7　洛埃镜实验原理第三节　光程和光程差　薄透镜的一个性质一、光程和光程差二、薄透镜的一个性质一、光程和光程差上节在讨论光的干涉条件时，仅限于相干光在同一媒质中传播的情况，此时它们在相遇点的相位差为Δφ=2πλ(r2-r1)，只决定于这两个光波的几何路程之差(即波程差)。但是，当相

3、干光在不同媒质中传播而相遇时，要计算它们的相位差，就必须引入光程的概念。二、薄透镜的一个性质在观察光的干涉现象和衍射现象时，经常要使用透镜，我们在此说明一下近轴光线经过透镜折射以后并不会引起附加的光程差。由几何光学的理论可知，从实物发出的不同光线，经不同路径通过透镜图9-8近程光通过透镜的光程图9-9平行光通过透镜的光程能聚成一个明亮的实像，这说明从物点到像点，各光线经历相同的相位差，也就是经历相等的光程。如图9-8所示，S是放在透镜L主轴上的点光源，S′是透镜对S所成的实像。S发出的球面波波阵面到达CA位

4、置处，光线SA和SC是等光程的；当光线SA通过透镜到达B，在相同时间内，光线SC则在透镜上E、F两点处相继折射而到达D，几何路程CEFD虽较AB为长，但两者的光程相等；以后，球面波波阵面从BD逐渐会聚到达像点S′，光线BS′和DS′也是等光程的，即点光源S的球面波经透镜之后，成为聚向像点S′的球面波；从S到S′的各光线有相等的光程。二、薄透镜的一个性质图9-8　近程光通过透镜的光程二、薄透镜的一个性质图9-9　平行光通过透镜的光程第四节　薄膜干涉(1)增透膜　在比较复杂的光学系统中，光能的反射损失比较严重，

5、对于一个由六个透镜组成的光学系统，光能的反射损失约占一半左右，所以必须消除或减少反射光。(2)增反膜　镀膜可以减少反射，增加透射，同样，镀膜也可以增加反射，减少透射。第四节　薄膜干涉图9-11　薄膜干涉第四节　薄膜干涉图9-12　平行平面膜干涉的应用(1)增透膜图9-13　增透膜(2)增反膜图9-14　多层镀膜第五节　等厚干涉一、劈尖二、牛顿环一、劈尖(1)检查表面的不平度　取一块表面是光学平面的标准玻璃块放在另一块待检查的玻璃片或金属磨光面上，当它们相互压紧时，从一边稍加压力，则在这两个面之间将形成一夹角

6、很小的劈。(2)干涉膨胀仪　从劈尖的干涉可知，如将空气劈尖的上表面或下表面往上或往下平移λ/2的距离，则光线在劈尖中往返一次所引起的光程差就增加或减少。一、劈尖图9-15　空气劈尖一、劈尖图9-16　观察劈尖干涉的装置示意图一、劈尖图9-17　劈尖干涉条纹的形成(1)检查表面的不平度图9-18　利用等厚干涉检测平面质量(2)干涉膨胀仪从劈尖的干涉可知，如将空气劈尖的上表面或下表面往上或往下平移λ/2的距离，则光线在劈尖中往返一次所引起的光程差就增加或减少。(2)干涉膨胀仪图9-19　干涉膨胀仪结构示意图(2

7、)干涉膨胀仪图9-20　例9-4图二、牛顿环图9-21　牛顿环二、牛顿环图9-22　牛顿环关系式计算二、牛顿环图9-23　利用牛顿环检测透镜第六节　迈克耳逊干涉仪图9-24　迈克耳逊干涉仪结构示意图第六节　迈克耳逊干涉仪图9-25　迈克耳逊干涉仪原理图