11-1_杨氏双缝干涉_双镜_劳埃镜.ppt

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1、第十一章波动光学本章教学安排第一讲分波阵面干涉第二讲薄膜干涉—等厚干涉第三讲薄膜干涉—等倾干涉第四讲单缝衍射和光栅衍射第五讲本章小结与习题分析第一讲分波阵面干涉1.电磁波光源2.光的相干性光程差3.杨氏双缝干涉实验4.双镜5.劳埃镜,半波损失1从无阻尼自由振荡电路到电磁波辐射LCEK光是电磁波*(了解)+振荡电偶极子+--+不同时刻振荡电偶极子附近的电场线+-振荡电偶极子附近的电磁场线++++++平面电磁波760nm400nm可见光电磁波谱红外线紫外线射线X射线长波无线电波频率波长短波无线电波无线电波可见光红外线紫外光射线射线光源*(了解)是波列持续时间。光

2、源（lightsource）光源的最基本发光单元是分子、原子。波列波列长L=c2.激光光源：受激辐射=(E2-E1)/hE1完全一样E21.普通光源：自发辐射··独立（同一原子先后发的光）独立（不同原子发的光）（传播方向，频率，相位，振动方向）光的相干性1.两列光波的叠加P：干涉项（只讨论电场振动）2r2·P1r1非相干光源：=I1+I2—非相干叠加完全相干光源：随时间随机变化不随时间变化完全相干光源：（明）（暗）（明）（暗）2.光程和光程差*P*光程差：光在介质n中传播路程r和在真空中传播路程nr引起的相位差相同。透镜不引起附加的光程差S

3、acb··S·FABC·FABCaBcFa3.相干光的产生波阵面分割法*光源两列光波频率相同、振动方向相同、位相差恒定。振幅分割法杨氏双缝实验杨氏在1801年首先用实验的方法研究了光的干涉现象，为光的波动理论确定了实验基础。p实验装置光程差1.干涉明暗条纹的位置明暗明暗实验装置放入水中后条纹间距变小。讨论：将双缝干涉装置由空气中放入水中时，屏上的干涉条纹有何变化？明暗白光照出彩条。白光入射杨氏双缝干涉照片讨论：白光入射杨氏双缝时干涉条纹怎样？2双缝干涉光强分布若合光强光强曲线k012-1-2I02-24-44I0则讨论：A.由光强分布可求出条纹

4、位置B.若把S向上移，条纹如何变化？C.若S1、S2两条缝的宽度不等，条纹有何变化？C.两条缝的宽度不等，使两光束的强度不等；虽然干涉条纹中心距不变，但原极小处的强度不再为零，条纹的可见度变差。Io2-24-44I1宽度相等，可见度好宽度不等，可见度变差IImaxImino2-24-4P双镜劳埃德镜半波损失：光从光速较大的介质射向光速较小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.PML半波损失光从光疏媒质射向光密媒质表面反射时，有半波损失。光从光密媒质射向光疏媒质表面反射时

5、，无半波损失。光疏光密有无光波在两媒质表面反射时折射光波无半波损失例1图示一种利用干涉现象测定气体折射率的原理图。在缝S1后面放一长为l的透明容器，在待测气体注入容器而将空气排出的过程中，屏幕上的干涉条纹就会移动。通过测定干涉条纹的移动数可以推知气体的折射率，问若待测气体的折射率大于空气折射率,干涉条纹如何移动？设l=2.0cm，光波波长=5893Å,空气折射率n0=1.000276,充以某种气体后，条纹移过20条，这种气体的折射率n为多少(不计透明容器的器壁厚度)?ls1s2s解：1.讨论干涉条纹的移动，可跟踪屏幕上某一条纹(如零级亮条纹),研究它的移动也

6、就能了解干涉条纹的整体移动情况.ls1s2s未充气时：中心零级亮纹位于P0点，此处零级亮纹要移到处，因而整个条纹要向上移动.容器充气后，双缝对P0点的光程差，故P0点不是零级亮纹.P0点处的光程差：2.条纹上移N条，P0处现在出现第N级亮条纹，故有C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ACB12