第17章光干涉教案2007

《第17章光干涉教案2007》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十七章光的干涉基本要求*掌握相干光、光程、光程差和相位差；*掌握光的干涉光强达到极大和极小条件；*掌握杨氏双缝干涉的光程差、干涉条纹位置及分布规律；*掌握薄膜干涉的光程差及劈尖、牛顿环等厚干涉条纹；*了解迈克耳逊干涉仪的工作原理。教学内容(学时：6学时)§17-1光的相干性68§17-2光程光程差§17-3双缝干涉§17-4薄膜干涉教学重点光程、光程差、双缝干涉、薄膜等厚干涉。作业17-02)、17-04)、17-06)、17-07)、17-10)、17-11)、17-12)、17-15)、17-17)、17-18)、17-21)、17-22)。----------------------

2、-----------------------------------------第十七章光的干涉光__电磁波__4.3´1014-7.5´1014Hz(400-760nm)_光谱描述68波叠加原理__相干叠加__光的干涉(波动重要特征)§17-1光的相干性一光源及其发光特点1、光源发光本质原子中的电子吸收能量从低能级跃到高能级------原子处于不稳定激发态----原子中的电子从高能级跃到低能级----原子回到低激发态---向外发出一列光波。*激发方式：热辐射（如白炽灯）；68电致发光（如日光灯、霓虹灯）；化学发光、生物发光等等。*区别：光源是千千万万原子此起彼伏地发光，机械波源往往是一个

3、振动的物体。2、光源分类1）普通光源：产生复色光2）激光光源：产生单色光3、普通光源发光的复杂性不同原子互相独立的发出光列，因此各光列频率、相位、振动方向各不相同。同一原子发出的前一个光列和后一个光列的频率、相位、振动方向也不一定相同。结论：二个独立的普通光源不是相干光源。4、激光器光源的特点所有光列同频率、同振向、而且在激光器内同相位。它是理想的相干光源。68二光波1、光波列光波列的特点：光波—电磁波（电场E和磁场H）—电场E让人产生视觉—光矢量间断性—原子发光时间（10–11~10–8s）—发出有限长的一列光波列---各原子发出的光波列彼此完全独立。（波列的叠加—光波波列彼此完全独立）6

4、8光波列的相干性：不同原子同时发出的光、同一个原子不同时发出的光，在叠加的时侯都是独立的、不相干的。2、光的相干条件必要条件：频率相同的两列光波在相遇点有相同的振动方向和固定的相位差。简称同频率、同振向、相位差恒定。充分条件：两相干光的光程差不能太大；两相干光的光强相差不能太大。三相干光的获取方法（光干涉困难—不同原子同时发光—同个原子不同时发光—不相干！）基本方法68（同一光源的光分光后经不同路径再叠加相干—自我相干“一分为二”）1)波阵面法：同一波源的波阵面取两个很小部分作为两子光源，两子光源即可看作相干光源，发出的光在空间相遇即可发生干涉现象（如：杨氏双缝干涉）。2）分振幅法：同一光列

5、射到介质（如薄膜）表面，经介质上下表面反射后分成两束相干光，在空间相遇产生干涉（如：薄膜干涉）--------------------------------------------------------------------§17-2光程光程差(波动光学—光在不同介质传播—光干涉复杂—光程修正)一光程和光程差1、介质折射率：68真空光速与介质中光速的比（17-1）其中：—真空中波长，—介质中波长()2、光振动的相位差设有一束光，沿x轴传播，A和B为x轴上两点，路程（波程）x，1）若AB间是真空或空气：AB间光振动的时间差:AB间光振动的相位差:2)若AB间是折射率为n的介质：AB间光振

6、动的时间差:68AB间光振动的相位差:（可见：相位差不仅和波程x相关，还与折射率n有关）3）若AB间有几种不同介质：（厚度分别为、、…，折射率分别为、、…）AB间的时间差：AB间的相位差：(b)(c)n2x2n1x1nxn=1xxxx图17-2光程的概念68AB间的光程:（17-2）时间差：（17-3）相位差：（17-4）注意：光程和波程不同，光程含波程和折射率两因数，大于等于波程。例如：3/4毫米长折射率为4/3的水膜与2/3毫米折射率为3/2的玻璃片，光程相同=1毫米（68相当于1毫米的真空）4）相干光在干涉点的相位差设：两相干光的光程分为和，干涉点p点相位分别比光源落后和，故相位差为：

7、由光程差为：(17-5)则：(17-6)干涉加强(最强)干涉减弱(最弱)68二薄透镜的等光程性光干涉常由薄透镜将平行光会聚成一点，计算光程困难（透镜各处厚度不相同）1、薄透镜的等光程性(简便方法)几何光学_平面光通过透镜会聚在焦平面叠加成亮点(如图a、b)。与光束正交波面上所有同相点到透镜焦平面上像点光程相同。（从波程和折射率分析—平行光经薄透镜会聚各光线光程相等）a1b1b’a2a’b2b3(a)(b)68