大学物理(下)17光的干涉1.ppt

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1、§18.1分波阵面法光的干涉第十八章光的干涉1光的干涉——分波阵面法光的干涉§18.1.1获得相干光的方法§18.1.2杨氏双缝干涉实验§18.1.3其它分波阵面的干涉实验§18.1.4光程和光程差小结返回§18.1分波阵面法光的干涉2光的干涉——分波阵面法光的干涉光学的三个分支：1、几何光学——光的微粒说（牛顿）认为光是从发光体发出的微粒流，沿直线传播。用几何的方法研究光学系统的成像规律。2、波动光学——波动说（惠更斯、菲涅耳等）认为光是在以太中传播的电磁波。研究光传播过程中发生的干涉、衍射、偏振等现象及其规律。3、量子光学——量子说（爱因斯坦等）认为光是具有一

2、定能量和动量的光量子(光子)。研究光的发生、光与物质相互作用的规律。例如：光电效应、康普顿效应。3光的干涉——分波阵面法光的干涉干涉是有条件的！频率相同、振动方向相同、位相差恒定。相干条件§18.1分波阵面法光的干涉两盏相同规格的灯，当它们的灯光交汇时，为什么没有看到干涉现象？4光的干涉——分波阵面法光的干涉1.普通光源发光的微观机制可见光(400-760nm)是由原子的能量状态发生改变时发出的。原子的能量只能具有一些离散值，称为原子的能级。基态激发态…①独立性；②间歇性原子发光的特点：§18.1.1获得相干光的方法一个原子一次跃迁只发出一列频率和振动方向一定，长

3、度有限的光波（——波列）。5光的干涉——分波阵面法光的干涉S2.获得相干光的方法把同一光源同一点某时刻（同一原子同一次）发出的光设法分成两部分,然后再让它们相遇。分波阵面法分振幅法同一原子前后两次发出的两列光波：频率和振动方向互不相同、位相不相关。实际光源是多个原子发光，频率和振动方向更不相同。结论返回6光的干涉——分波阵面法光的干涉条件：明纹（加强）暗纹（减弱）P点的光强决定于两列波到达P点的波程差（S1与S2同位相）.Dd§18.1.2杨氏双缝干涉实验7光的干涉——分波阵面法光的干涉条纹的线位置明条纹中心位置:暗条纹中心位置:相邻明纹(或暗纹)中心间距离：8光

4、的干涉——分波阵面法光的干涉条纹特点：①条纹是以中央明条纹（0级明纹）为对称中心，对称分布，明暗相间，等间距，平行的直条纹。D9光的干涉——分波阵面法光的干涉②条纹间距的变化：③中央为白色条纹，两侧对称地分布着由紫到红的彩色条纹，级次增大时，条纹有重叠。白光照射：返回10光的干涉——分波阵面法光的干涉1、菲涅耳双棱镜实验条纹与杨氏双缝干涉实验完全相同§18.1.3其它分波阵面的干涉实验11光的干涉——分波阵面法光的干涉2、菲涅耳双面镜实验条纹与杨氏双缝干涉实验完全相同3、洛埃镜实验DP应该是明纹但实际却是暗纹！实验证明：光也可产生半波损失！返回12光的干涉——分波

5、阵面法光的干涉光波每传播一个波长的距离，位相改变当一条光路中有另一种媒质存在时，两列波的位相差=？在真空中在媒质中§18.1.4光程和光程差不变13光的干涉——分波阵面法光的干涉在媒质中传播路程r位相的改变量:光在媒质中传播r路程的位相变化，与在真空中传播nr的路程位相变化相同。将光在某种媒质中传播的路程折算为同样的位相变化下光在真空中传播的路程。光程的意义：结论：将nr称为光程。14光的干涉——分波阵面法光的干涉光程差位相差与光程差的关系波源同位相为真空中的波长1路光程每路都经过均匀媒质：若媒质不均匀呢？15光的干涉——分波阵面法光的干涉用光程差表示干涉加强、

6、减弱的条件=明纹暗纹明纹暗纹※为光程差！16光的干涉——分波阵面法光的干涉透镜与光程差光路中的透镜只改变波的传播方向或波面的形状，不产生附加的光程差，计算光程差时可以不考虑光路中的透镜。结论：12345返回17光的干涉——分波阵面法光的干涉例1杨氏双缝实验中，已知：(1)、已知2级明条纹的位置求：波长、条纹间距？得(2)、若改用则：18光的干涉——分波阵面法光的干涉杨氏双缝干涉条纹移动问题之一当缝S2用如图形状透明媒质遮盖，并逐渐向上插入时，解：例2中央明纹（0级条纹）位置即：当薄膜的厚度逐渐增加时，r1增加r2减小，中央条纹向下移动；试分析干涉条纹的变化?同理

7、其它条纹也会向下移动返回原来：后来：19光的干涉——分波阵面法光的干涉已知：薄膜的折射率n=1.5，使用氦氖激光器作为光源，例3利用杨氏双缝实验，可以测量超薄薄膜的厚度。在一光路中插入薄膜后，0级明条纹中心变为3级明纹中心，求：薄膜的厚度？由氦氖激光波长未加薄膜时加入薄膜后波长单位：即干涉条纹的位置移动了3条。20光的干涉——分波阵面法光的干涉小结:一、获得相干光的方法1、分波阵面法2、分振幅法二、杨氏双缝干涉D明纹暗纹明条纹中心位置:暗条纹中心位置:相邻明纹(或暗纹)中心距离：21光的干涉——分波阵面法光的干涉三、光程和光程差光在媒质中传播的路程r与该种媒质的折

8、射率n之积