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1、第三章光的干涉小结一.产生干涉的条件干涉条件（必要条件）：补充条件：叠加光波的光程差不超过波列的长度二.分波面干涉(杨氏干涉实验)1、P点的干涉条纹强度强弱强弱三.干涉条纹的可见度1、振幅比对条纹可见度的影响2、光源宽度的影响和空间相干性1、光源宽度对条纹可见度的影响3、光源非单色性对条纹可见度的影响相干长度—光源的临界宽度四.分振幅干涉1、平行平板干涉2增透膜和增反膜反射相干光满足相消干涉条件来减少反射：膜n1=1.0n2=1.38n3=1.503.楔形平板干涉两条纹间厚度的变化增反膜:利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，因此反射光因干涉而加强。通常是在光学玻
2、璃表面镀上一层折射率n2>n3的介质薄膜五.典型的双光束干涉系统及其应用hrR平晶平凸透镜暗环明环暗环h«R任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件1.牛顿环2.迈克尔逊干涉仪五.典型的双光束干涉系统及其应用ⅡⅠALPSD1EC例1.平板玻璃和平凸透镜构成牛顿环,全部浸入n2=1.60的液体中,凸透镜可向上移动。用波长=500nm的单色光垂直入射。从上往下观察，看到中心是一个暗斑，求凸透镜顶点距平板玻璃的最小距离是多少。解(m=0,1,2…)中心处:e=eo,m=0n2=1.60n=1.68n=1.58eoe凸透镜顶点距平板玻璃的距离:=78.1nm[解]：设暗环半径为r
3、由erR·平晶平凸透镜oe0接上题讨论。若已知透镜的曲率半径R,e0和求：反射光形成的牛顿环的暗环半径。K为整数，且要求:例题2光线以=300入射到折射率n2=1.25的空气中的薄膜上。当波长1=6400Å时，反射最大；而当波长2=4000Å时，反射最小。求薄膜的最小厚度。解：由于是空气中的薄膜，一定有半波损失，故由上面两式得:(2m1-1)1=2m22用1时，用2时，=6983Å即4(2m1-1)=5m2于是得要膜厚最小，取m1=3，m2=4由例题3牛顿环装置由曲率半径(R1和R2)很大的两个透镜组成，设入射光波长为，求明暗环半径。解：由薄膜公式，得明
4、环(m=1,2…)暗环(m=0，1,2...)由图可知：eo1o2R2R1e1e2r∴明环半径暗环半径例题4把厚度为e、折射率为n=1.40的透明薄膜插入迈克耳逊干涉仪的一臂(一条光路)中，(1)求光线1、2光程差和位相差的改变量；(2)若插入薄膜的过程中，观察到7条条纹移过，所用波长=5890Å，求薄膜的厚度e=?解(1)=2(n-1)e;(2)=51538Å应由:=2(n-1)e=7,得：21sG1G2M1M2en例5:一平板玻璃(n3=1.50)上有一层透明油膜(n2=1.25)，要使波长=6000Å的光垂直入射无反射，薄膜的最小膜厚e=?解:凡是求
5、解薄膜问题应先求出两反射光线的光程差。对垂直入射，1=0，于是无反射意味着反射光出现暗纹，所以n2=1.25(薄膜的折射率);取e最小，m=0(m=0,1,2,……)=1200Å=1.2×10-7（m）n3=1.50en2=1.25n11、菲涅耳（Fresnel）衍射（近场衍射）2、夫琅禾费（Fraunhofer）衍射（远场衍射）r0和R中至少有一个是有限值r0和R皆为无限大（也可用透镜实现）*SPr0RB光源障碍物观察屏▲衍射分类第四章光的衍射小结1菲涅耳半波带菲涅耳衍射2.圆孔的菲涅耳衍射代入得到第k个波带的半径：解出被圆孔限制的波面所能分割出的波带总数k：如果用平
6、行光照明圆孔，讨论：▲对P点若S恰好分成K个半波带时：K为奇数最大K为偶数最小▲对P点若S中还含有不完整的半波带时：光强介于最大和最小之间实验证实：确定观察点P，改变R，P点的光强发生变化确定圆孔半径R，P点在对称轴上移动，光强发生变化3夫琅和费单缝衍射单缝衍射明纹估算式sin...为明纹级数单缝衍射暗纹公式sin...为暗纹级数中央明纹无论明纹或暗纹,其角分布均取决于比值4夫琅和费园孔衍射光强爱里斑半径直径圆孔直径半径爱里斑中的光能占通过圆孔光能的84%第一级暗环(即爱里斑的边沿)的角位置的实验规律sin实际很小爱里斑直径与圆孔直径的关系式爱里斑的角宽取决于比值瑞利判据
7、刚可分辨非相干叠加不可分辨对两个象斑，怎么算可分辨，怎么算不可分辨？有没有定量的标准？1.00.8对于两个相等光强的非相干物点,如果其一个象斑的中心恰好落在另一象斑的边缘(第一暗纹处),则此两物点被认为是刚刚可以分辨。=1ID**S1S20假设按瑞利判据的最小分辨角为爱里斑的半角宽为1它就是两个衍射斑的角距离，也就是等于爱里斑的半角宽：5平面衍射光栅0p焦距f缝平面G观察屏透镜Ldsind（j=0,1,2,…）—正入射光栅方程明纹（主极大）条件：单缝中央主极大光强单缝衍射因子多光束干涉因子
