《光的干涉和干涉仪》PPT课件

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1、第3章光的干涉和干涉仪分振幅干涉3.6平行平板产生的干涉——等倾干涉3.7楔形平板产生的干涉——等厚干涉3.8用牛顿环测量透镜的曲率半径3.10迈克尔逊干涉仪分振幅干涉分波面干涉:1、空间相干性要求b或s2、光源太弱分振幅干涉:1、时间相干性Lc>2h2、扩展光源产生分振幅:玻璃平板夹于两块玻璃板间的空气薄层“虚平板”平行平板：等倾干涉楔形平板：等厚干涉分振幅双光束干涉（divisionofamplitude）§3-6-1条纹的定域1、非定域条纹：——点光源点光源S照射平行平板:从S出发的两支光相遇到P。由于P点任意,在任何位置都会得到清晰的干

2、涉条纹，称为非定域条纹。条纹是同心圆。SPS1S2§3-6平行平板干涉——等倾干涉2、定域条纹：——扩展光源光源以S为中心扩展，光源上各点在P点附近产生的条纹之间有位移，所以P点附近条纹的可见度将要降低。在平行平板时的某个平面，其可见度也不降低，这个平面称为定域面，所观察到的条纹称为定域条纹。PEDn’nn’CNShA12BF定域面：根据关系式b＝λ/β，令β＝0来确定。如果bβ<λ，P点可以观察到条纹；如果b＝bc=λ/β，条纹消失。对平行平板，由β＝0的作图法所确定的定域面离平板无穷远。AD和CE代表的两个出射光波是入射光波以振幅分割法

3、分解出来的。PEDn’nn’CNShA12BF§3-6-2等倾干涉条纹1、光程差和等倾条纹从光源S出发的到达物镜焦平面上任一点P的两支光SADP和SABCEP，是由同一入射光SA分出的，并且离开平行平板时互相平行，它们的光程差是:PEDn’nn’CNShA12BF当平板两边介质的折射率小于或大于平板的折射率时，从平板两表面反射的两支光中有一支光发生“半波损失”，此时需要加上附加程差λ/2，当平板折射率介于两边介质的折射率之间时，没有附加程差焦平面上的强度分布公式：亮暗干涉条纹取决于下列条件：亮纹：暗纹：具有相同入射角的光经平板两表面反射形

4、成的反射光在其相遇点有相同的光程差，也就是说，凡入射角相同的光就形成同一干涉条纹，出于这样的原因，通常把这种干涉条纹称为等倾条纹。等倾条纹与光源S位置无关，只与光的入射角有关，在采用扩展光源照明时，条纹的可见度不会降低。这结论只在特定的观察面上正确,定域在无穷远。亮条纹暗条纹m=0,1,2,…3.6.3、圆形等倾条纹海定格(Haidinger)干涉仪1）海定格条纹等倾条纹的形状与观察望远镜的方位有关，当望远镜物镜的轴与平板垂直时，条纹是一组同心圆环，其中心对应θ1＝θ2＝0的光线。2）在焦平面上，可看到一组等倾圆环条纹，每一圆环与光源各点发出的相

5、同入射角的光相对应。等倾条纹的位置只与形成条纹的光束入射角有关，而与光源的位置无关。因而光源的扩大，只会增加干涉条纹的强度，而并不会影响条纹的可见度。设中心点的干涉级数为m0，3）干涉级数：可见条纹中心的干涉级次最大m0不一定是整数(即中心未必是最亮点)m0=m1+q其中m1是最靠近中心的亮条纹的整数干涉级，q<1中心从中心向外计算，第N个亮条纹的干涉级次为[m1-(N-1)]，则该条纹的角半径可由下式求出或所以θ1和θ2都很小，4）条纹角半径应用：利用等倾圆条纹检验平板的质量条纹半径计算条纹角间距等式两边求微分由折射定律可知θ1、θ2较小条纹的

6、角间距可见：靠近中心，级数大，条纹疏，离中心越远，条纹越密特点:1、愈接近等倾条纹中心，干涉级也愈高。h大则m大；2、条纹的半径与成比例，平板愈厚条纹也愈密。3、靠近中心的条纹较疏，离中心愈远条纹愈密。干涉装置中，光波长600nm，平板厚度h=2mm，折射率n=1.5，其下表面涂上高折射率介质，透镜焦距20cm，问：1、在反射光方向观察到圆环中心是亮还是暗？2、从中间向外，第10个亮环半径是多少？3、第10个亮环处条纹间距多少？书P106例3.9检验平板厚度均匀性的装置中，移动平板，通过望远镜观察条纹。（1）平板从A处移动到B处，观察到有10个

7、暗纹向中心收缩并一一消失，决定AB两处平板的厚度差（2）若所用的光源光谱宽为0.05nm，平均波长为500nm，问只能检测多厚的平板（1）平行平板的光程差条纹收缩并消失可见平板厚度从A到B减小条纹中心θ=0（2）光源相干长度3.6.4透射等倾(透反射互补)两支透射光之间没有附加的半波损失，其光程差为Δ=2nhcosθ可见度很低反射率较低时，两支透射光的强度相差很大，透射光等倾干涉条纹的可见度很低§3-7楔型平板产生的干涉——等厚干涉楔形平板，点光源照明,空间任何平面上都可形成干涉条纹，这种条纹是非定域的。光源是扩展光源，由于光源上每一点都产生自

8、己的一组非定域条纹，干涉条纹不能够在任何平面上看到，条纹是定域的。SsPS1S23.7.1定域面及定域深度1）定域面干涉定域面为空间曲