《光的干涉》PPT课件

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1、一、光的本性第三篇波动光学牛顿的微粒说：光是由光源发出的微粒流。惠更斯的波动说：光是一种波动。1801年，英国物理学家托马斯·杨首先利用双缝实验观察到了光的干涉条纹，从实验上证实了光的波动性。1865年，英国物理学家麦克斯韦从他的电磁场理论预言了电磁波的存在，并认为光就是一种电磁波。电磁波是横波：电磁波谱可见光的波长范围：400nm～760nm电场强度的振动方向称为光的振动方向。由于对人眼和感光器件起光化学作用的是电场光波的振动方向：光波是特定频率范围内的电磁波光矢量：光波中的电场强度矢量电场强度矢量的周期性变化光振动

2、：光波的相干条件：两列光波频率相同，振动方向相同，光波源的相位差恒定。普通光源：普通光源的发光机制：二、普通光源的发光机理除激光源之外的各种发光物体；其发光机制是自发辐射处在基态的电子处在激发态的电子原子模型P21普通光源的发光机制原子能级及发光跃迁基态激发态跃迁自发辐射波列波列长L随机性：间歇性：各原子发光是断断续续的，平均发光时间t约为10-8s，所发出的是一段长为L=ct的光波列。每次发光是随机的，所发出各波列的振动方向和振动初相位都不相同。独立(不同原子发的光)两独立光源发出的两束光不产生干涉现象把同一波列

3、设法分成两部分所获得的两列光波才是相干光如何获得相干光？？？复制相干光独立(同一原子先后发的光)tS获取相干光的方法之一：分波阵面法利用普通光源获得相干光的基本原理：把由光源上同一点发的光分为两部分，然后再使这两部分叠加起来由于这两部分光的相应部分实际上都是来自同一发光原子的同一次发光，因而满足相干条件而成为相干光。p*分波阵面法s由狭缝S发出的同一波阵面的光同时到达狭缝1和2，1和2相当于两个子波源。因它们发出的光来自于同一波阵面，因而是相干光。波阵面：等相面惠更斯原理（惠更斯作图法)狭缝：理论上无限小空间相干性第十

4、章光的干涉同频率、同振动方向两列光波10.1干涉的光强分布P点的光强度I：P点的光强度I：平均光强：（1）非相干光（2）相干光平均光强：▲(k=0,1,2,3…)▲(k=0,1,2,3…)P点光强度：干涉相长（亮）干涉相消（暗）IImaxImino2-24-4Io2-24-44I110.1杨氏双缝干涉实验设两列光波的波动方程分别为：因为实验装置p杨氏双缝干涉实验波程差实验装置p加强减弱暗纹明纹p讨论条纹间距明暗条纹的位置白光照射时，出现彩色条纹暗纹明纹1）条纹间距与的关系;若变化，则将怎样变化？

5、一定时，一定时，若变化，则将怎样变化？1）讨论条纹间距12340(白色）较高级次上，条纹相互重合以致模糊不清各光的第一级明条纹各光的第二级明条纹红、橙、黄、绿、青、蓝、紫频率递增，波长递减2）条纹间距与的关系如何？一定时，例1以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m.(1)从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离为7.5mm,求单色光的波长;(2)若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离.解（1）（2）P1菲涅耳双镜10.3其他分波阵面干涉2劳埃德镜半波损失：光从光速较大的介质射向光速较小

6、的介质时反射光的相位较之入射光的相位跃变了，相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程差，称为半波损失.PMLC解计算波程差BA12,求第一次测到极大时，射电星的方位与湖面所成的角.如图离湖面处有一电磁波接收器位于C，当一射电星从地平面渐渐升起时，接收器断续接收到一系列极大值.已知射电星发射的电磁波波长为例2射电信号的接收取极大时考虑半波损失时，附加波程差取均可，符号不同，取值不同，对问题实质无影响.注意ACB1210.6光程与光程差提出一个问题··d’abλ真空中─真空中波长介质中··abnd’λn媒质n─介质

7、中波长··d’abλ真空中─真空中波长光程：光程差例：双缝干涉中，入射光波长为，双缝至屏的距离为D，在一个缝后放一厚为b的透明薄膜，此时中央明纹处仍为一明纹，求该明纹的干涉级。S1S2dDXOPnbO解：例：杨氏双缝实验，用透明片遮住上缝，发现中央明纹向上移动了3个条纹，已知该片折射率为1.4，求该片厚度。利用光的干涉可以测量与光波波长同数量级的长度PS1S20123解：10.6.2薄透镜的等光程性平行光波A、B、C到达F点后，各光线光程相同，相差为0，干涉加强平行光通过透镜后，光线会聚在焦点，形成一亮点。在焦点处

8、各光线是同相的。透镜可改变光的方向，但不附加光程差地面彩色油膜肥皂泡上的彩色条纹扩展光源的干涉：10.7分振幅干涉薄膜干涉两条光线是从同一条入射线分出来的，所以它们一定是相干光光的能流与其振幅平方成正比，所以这种干涉称为分振幅干涉10.7.1薄膜的等倾干涉：这两种情况可以不考虑附加光程差。因而，光线b2与b1光程差为：因而，光线b