第二章 光的干涉与干涉仪

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1、第二章光的干涉与干涉仪一、光波干涉基本理论1、当两个或多个光波在空间某区域叠加时，在叠加区域内出现的各点强度稳定的强弱分布现象称为光波干涉。2、干涉系统的三要素为光源、干涉装置、干涉场。光波相干的必要条件有频率相同、位相差恒定、非正交偏振光。光波相干的补充条件有两列光波的光程差小于光波的波列长度、两列光波的振幅不能相差太大。3、将一个光波分离成两个相干光波，常用的方法有分波阵面法、分振幅法；让光波通过并排的两个小孔或利用反射和折射的方法把光波的波前分割为两个部分的方法称为：分波前法。利用两个部分反射的表面通过振幅分割产生两个反射光波或两个透射光波的方法称为：分振幅法。典型的分波前干涉实验

2、有杨氏干涉实验、菲涅尔双面镜、菲涅尔双棱镜等。典型的分振幅干涉实验有等倾干涉、等厚干涉。4、二、双光束干涉—分波前干涉、分振幅干涉1、分波前干涉---杨氏干涉1、杨氏干涉实验中，两缝后各置一个完全相同的偏振片，其偏振化方向与缝呈90°和0°角，则屏上干涉条纹，平均亮度。2、杨氏双缝干涉实验中，相邻亮条纹和暗条纹的间隔与下列哪一种因素无关。A、干涉级次B、光波长C、屏幕到双缝的距离D、双缝的间隔3、4、5、干涉场中点P附近的条纹清晰度采用来量度，即。7、两列相干波的振幅比为4、1.5和0.2时，干涉条纹对比度分别是、、。8、9、宽度为b的扩展光源照明，光波场的横向相干宽度为；两孔的距离为d

3、，光源的临界宽度为。10、光谱宽度为Δλ的准单色光源，能产生干涉条纹的最大光程差称为相干长度，为。11、氪同位素橙黄色谱线波长为605nm，谱线宽度为，其相干长度为，相干时间为：。2、分振幅干涉--等倾干涉1、平行平板的等倾干涉图样定域在。A．无穷远B．平板上界面C．平板下界面D．自由空间2、3、等倾干涉图样中心圆环级次内外，干涉条纹内外。4、3、分振幅干涉--等厚干涉1、2、3、如图所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖，如果将劈尖的空气换成水，且平行入射光有足够的相干长度,波长和入射角度等条件不变，则总的等厚干涉条纹数量将A。A.增加B.减少C.不变D.不确定4、如图所示

4、，左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是___下凹______。（填“上凸”或“下凹”）5、牛顿环实验中所观察到的条纹属干涉条纹。（等倾或等厚）6、等倾干涉条纹与牛顿环实验观察到条纹的相同点：、，不同点。7、在白炽光入射的牛顿环中，同级圆环中相应于颜色兰到红的空间位置是。A．由外到里B．由里到外C．不变D．随机变化8、把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置，当平凸透镜慢慢地向上平移时，由反射光形成的牛顿环B。A.向中心收缩，条纹间隔不变B.向中心收缩，环心呈明暗交替变化C.向外扩张，环心呈明暗交替变化D.向外扩张，条纹间隔变大9、4、分振幅干

5、涉--干涉仪1、迈克尔逊干涉仪可动反光镜移动了0.310mm,干涉条纹移动了1250条，则所用单色光波长为。2、在光学零件检验中，常采用泰曼干涉仪产生的等厚干涉条纹对零件质量做综合检验。三、多光束的干涉--1、多光束干涉1、多光束干涉条纹的特点是同心圆环、内高外低、内疏外密、条纹细锐明亮；2、F-P干涉仪1、F-P腔两内腔面距离h增加时，其自由光谱范围。A．恒定不变B．增加C．下降D．=02、F-P腔反射率R增加时，条纹位相差半宽度、其分辨能力D。A．下降B．恒定不变C．趋于零D．增加3、4、在白光入射F-P腔形成的的干涉图样中，同一级彩色圆环中相应于颜色从兰色变化到红色的空间位置是A。

6、A．由外到里B．由里到外C．不变D．随机变化5、F-P干涉仪条纹的精细度为S，相邻两条纹间的位相差距离2pi和条纹的位相差半宽度来表示条纹的锐度，进取决于反射率R。3、光学薄膜1、当单色平面波正入射至薄膜，薄膜的光学厚度为λ/4，且n0＜n＞nG，当介质膜的折射率为，此时薄膜的反射率有最小值，该膜称为增透膜。2、当单色平面波正入射至薄膜，薄膜的光学厚度为λ/4，且n＞nG＞n0，此时薄膜的反射率有极大值，该膜称为增反膜。3、4、六、计算题1、杨氏干涉：3.1与3.4（画出杨氏干涉装置，已知孔距、屏距、条纹间距，求波长；添加透明薄片，干涉条纹移动，求薄片厚度；点源移动，求干涉条纹移动距离）

7、杨氏双孔干涉实验中，两孔的间距为0.4mm，观察屏至小孔所在平面的距离为1m，在观察屏上测得干涉条纹的间距为1.5mm，回答下列问题：（1）画出杨氏实验装置简图；（示意画出双缝干涉实验中，观察平面上干涉条纹的形状和分布）。（2）试求入射光波的波长；（3）若用折射率为1.5的透明薄片贴住其中一个小孔时，发现屏上条纹移动了2mm，则该薄片的厚度为多少？（4）若点源向下移动2mm，干涉条纹如何变化？变化量为多少；（5）若点源横向扩展成线光