《光波的干涉》PPT课件

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1、第五篇550nm650nm450nm波动光学波动光学第五篇光波的干涉光波的干涉光波的衍射光波的衍射光波的偏振光波的偏振光的干涉Interferenceoflightchapter15光波的干涉光波的干涉第十五章本章内容本章内容光波光程分波阵面干涉分振幅干涉干涉现象的应用第一节光波光程15-1LightwaveOpticalpath光波光矢量光振幅光波是电磁波同一媒质中的相对光强光波光强一、光波光强一、可见光760400630600570500450430真空中波长(nm)频率(10Hz)7.503.955.004.765.266.006.676.98可见光波段常用单色

2、光源常用单色光源及波长(nm)632.8氦-氖激光器656.3486.1589.3546.1钠灯汞灯氢灯514.5氩离子激光器488.0光学媒质媒质真空频率不变波速变慢波长变短基本概念光程光程差与相位差二、光程光程差与相位差二、光程媒质真空相当于在真空中走多少路程？光程光程光程差与相位差二、光程光程差与相位差二、例(1)此光所走过的光程(1)1.520003000nm已知1.5nm2000某单色光在媒质中传播,媒质的几何厚度媒质的折射率求此光的真空波长值如果此光在媒质中(2)恰好走了个波长,和媒质中的波长值解法提要(2)600nm3000400nm2000例已知光程1

3、.51.5解法提要相位变化光传播一个波长时不论在真空还是媒质中,已知则,光传播了个波长1.51.51.51.5光程差与相位差空气真空中光波波长光程光程差相位差第二节相干光的获得15-2approachofinterferentlight光干涉条件频率相同振动方向相同相位差恒定原子自发辐射的间断性和相位随机性,不利于干涉条件的实现.光干涉的必要条件相干光来自的光为相干光(满足光干涉条件)来自的光为非相干光(不满足光干涉条件)无干涉现象有干涉现象非相干光与相干光一、分波面与分振幅分振幅法薄膜单色点光源分波面法获得相干光的两类基本方法二、获得相干光的两类基本方法二、透镜无附

4、加光程差即各路等光程平面波球面波会聚即各路等光程球面波发散会聚球面波理想透镜不产生附加光程差第三节分波阵面干涉15-3Wavefront-splittinginterference托马斯.杨托马斯杨（英）于1801年用实验观察到光的干涉现象。这是光的波动学说的有力证据之一。托马斯杨ThomasYoung1773-1829()这是杨氏的手稿他用类似于水波干涉的原理,通俗地解释他的双孔光干涉实验现象杨氏双缝干涉(两列相干柱面波的干涉)可得到更佳效果的双缝干涉实验一、杨氏双缝干涉实验一、杨氏双缝干涉实验条纹特点、条件条纹特点：以O为中心等间距对称分布、明暗相间的平行直条纹由

5、波的干涉干涉明暗条纹特点、条纹形成条件条纹间距关系式条纹间距干涉条纹间距与的关系为中央明纹无零级暗纹条纹光强合最强合最强合最强合最强两列相干光光强均为合最弱合最弱明纹暗纹干涉明暗条纹光强分布光强分布曲线I02-24-4k012-1-24I0x0x1x2x-2x-1光强分布规律：若I1=I2=I0则Imax=4I0Imin=0（极小）（极大）干涉级次越高重叠越容易发生。*条纹间距与波长成正比若用复色光源（白光），则干涉条纹是彩色的。公式小结杨氏双缝干涉主要公式在真空或空气中光程差条纹间距条纹位置明纹暗纹式中的均为真空或空气中的值；若在其他媒质中，则用相应的值

6、计算例改用5mm已知1.2m4mm500nm明纹级条纹间距1mm解法提要101.21050010100.6mm5625nmr2r1解：例1双缝一缝前若放一云母片，原中央明纹处被第7级明纹占据。已知：求：云母片厚度插入云母片条纹为何会移动？光程差改变了。*0级明纹移到那里去了？移到上面去了。*条纹级数增高一级则光程差增大几个？一个。光程差改变25应在光程差为零的位置劳埃德镜实验二、劳埃德镜紧靠镜端处总是产生暗纹，说明在镜端处反射光与入射光的相位差为，相当于光程差，称为半波损失。半波损失例盖上此薄膜前、后，中心O点光干涉结果未盖薄膜时，O点光程差是明纹。解法提要思考：其它

7、明纹处也会变为暗纹，这是为什么？已知光程比同厚度的空气的光程大的透明薄膜盖上题设的薄膜后，O点的光程差变为变为暗纹。例633nm0.5mm已知解法提要条纹间距0.510633103.80103.80mm例待测气体折射率容器光程解法提要盛空气盛待测气光程差每移动一级，光程变化一个波长移动了容器冲入待测气体后，条纹移动了级已知空气在精密测量场合，空气折射率要用1.000276例解法提要题设的是水中光波干涉条纹间隔，设水中光波波长为光波在真空的波长已知光波波长真空中例无零级暗纹解法提要暗纹条件11.074100.4100.632810632.8nm暗纹0.