12-7 本章小结与习题分析

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1、光程与光程差ìl光的干涉现象ïï2k明纹n2D=íL=åniriD=L2-L1ï(2k+1)li=1ïî暗纹2移动一个条纹，光相干光源的获得程差变化一个波长分波阵面干涉法分振幅法干涉（薄膜干涉）222Δ=2dn-+nisindr21杨氏双缝洛埃镜干涉bxxlΔr2=2dni+»d(0)D==bsinqD+＝bDD2lDlDD=fiD=xD=x等厚D=rfd()等倾r()bb增秀与迈克耳劈尖牛顿环增反膜逊干涉基本要求PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn1．相干光的条件是什么？怎样获得相干光？用两条平行的细灯丝作为杨氏双缝实验中的S和

2、S，是否能观察到干涉条12纹？在杨氏双缝实验的S、S缝后面分别放一红色和绿色滤12波片，那么能否观察到干涉条纹？分析：相干光的条件是频率相同、振动方向相同、有恒定的位相差。利用普通光源获得相干光的方法是把光源上同一点发的光分成两部分，然后再使这两部分叠加起来。两条平行的细灯丝是不相干的光源，因此用它作杨氏双缝实验中的S和S不能观察到干涉条纹。12当S和S后面分别放红色和绿色滤光片时，则透过的光的12频率不同，是不相干的光源，不能观察到干涉条纹。基本要求PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn2．在双缝干涉实验中（１）如何使屏上干涉条纹

3、间距变宽？（２）将双缝干涉装置由空气放入水中时，屏上的干涉条纹有何变化？（３）若S、S两条缝的宽度不等，条纹有何变化？12D分析：（1）由杨氏双缝干涉实验知Dx=ldDd¯,,l均可使屏上干涉条纹间距变宽(2)因为光程差δ=ndsinθD=xDlndn>n水空气放入水中时，屏上干涉条纹间距变小。（3）两条缝的宽度不等，虽然干涉条纹中心间距不变，但原极小处的强度不再为零，条纹的能见度变差。基本要求PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn３．怎样理解光程？光线a、b分别从两个同相的相干点光源S1、S2发出，试讨论：Sn1a（1）A为S、S

4、连线中垂线上的一点，在S121与A之间插入厚度为e，折射率为n的玻璃A片，如图（a），a、b两光线在Ａ点的光程bS2差及相位差Δφ为何？分析A点干涉情况；(a)（2）如图(b)，上述a、b两束当光与透aS1镜，P主点是亮光点。轴平行，当两束光经过透镜相P光轴遇于P点时，光程差P点是亮还时为亮纹，是暗？k=1,2,…S2b分析：（1）光程差d=-(ne1)(b)(n-1)e=±kl亮2p相位差：Df=-(ne1)(n-1)ek=±+(21)l/2暗l（2）a、b两束光入射到透镜表面时是同相的，光线经过透镜并没有附加光程差d=0P点是亮纹基本要求PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用

5、版本创建ÿwww.fineprint.com.cn４．观察薄膜干涉对膜厚有无限制？膜厚e太大，太小还能否看到干涉条纹？分析：膜厚e太大，使光程差大于光源相干长度δm，即2ldd>=（相干长度不作要求）mDl则两波不能相遇也就看不到干涉条纹。所以光的相干条件还应附加一条，即两束相干光经历的光程差δ应小于光源相干长度δm。另外，若薄膜对光有吸收，则使两束反射光的强度不等，这将影响干涉条纹明暗对比度，使条纹可见度变差，甚至有可能看不到条纹。若膜厚e太小，条纹间距增大，当膜厚e《λ时，以致膜的上下表面反射光的光程差δ<λ，也就看不到干涉现象了。基本要求PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用

6、版本创建www.fineprint.com.cn５．观察肥皂液膜的干涉时，先看到膜上有彩色条纹，然后条纹随膜的厚度变化而变化。当彩色条纹消失膜面呈黑色时，肥皂膜随即破裂，为什么？分析：白光在肥皂膜上、下表面的反射光相干，其中干涉相长的成分显色。随着膜厚度变化，干涉相长的光的频率在变化，因此彩色条纹也在不断变化。当膜厚度趋于0时，光程差只剩半波损失引起的λ/2，各种频率成分都干涉相消，此时膜呈黑色，也面临着破裂。基本要求PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建ÿwww.fineprint.com.cn６．两块平玻璃板构成的劈尖干涉装置发生如下变化，干涉条纹将怎样变化？（１）上面

7、的玻璃略向上平移；（２）上面的玻璃绕左侧边略微转动，增大劈尖角；（３）两玻璃之间注入水；（４）下面的玻璃换成上表面有凹坑的玻璃。分析：（1）设第ｋ级明纹对应膜厚e,k则有2e+λ∕2=kλk(a)当上面玻璃向上平移，第k级明纹所对应的确定厚度e,的位k置就向棱边平移。由于劈尖角θ不变（见图a），所以条纹宽度也不变。（2）相邻条纹之间的厚度差是Δe=λ/2，而间距Δeλl==因此θ角增大，间距变sinθ2sin