光学期末复习2008.ppt

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1、光学期末复习20081光的相干性相干条件1两光波在相遇点所产生的振动在同一方向；2两光波具有相同的频率；3两光波在相遇点有固定的位相差。相干光的获得杨氏双缝干涉实验r2r1OPxaS2S1D或两光波在P点加强，形成明条纹。干涉2r2r1OPxaS2S1D如果或两光波在P点干涉相互削弱，形成暗条纹。两条纹之间的间隔3讨论Δx=Dλ/a①光源S位置改变：S下移时，零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移；S上移时，干涉条纹整体向下平移，条纹间距不变。②双缝间距a改变：当d增大时，Δx减小，零级明纹中心

2、位置不变，条纹变密。当d减小时，Δx增大，条纹变稀疏。③双缝与屏幕间距D改变：当D减小时，Δx减小，零级明纹中心位置不变，条纹变密。当D增大时，Δx增大，条纹变稀疏。④入射光波长改变：当λ增大时，Δx增大，条纹变疏；当λ减小时，Δx减小，条纹变密。4干涉条件或由此可知，如果两束相干光在不同介质中传播时，对干涉起决定作用的将不是这两束光的几何路程之差，而是两者的光程差。光程和光程差5在S1后加透明介质薄膜，干涉条纹如何变化？零级明纹上移至点P，屏上所有干涉条纹同时向上平移。移过条纹数目Δk=(n-

3、1)t/λ条纹移动距离OP=Δk·Δx若S2后加透明介质薄膜，干涉条纹向下平移。r2r1OPxdS2S16en2>n1n1irrriABCDab薄膜的干涉7scABabLE在平行单色光垂直照射的情况下，i=0，则反射光的干涉条件为劈尖的干涉任何两个相邻的明纹或暗纹之间的距离l由下式决定由此可见，劈尖的夹角越小，干涉条纹越疏；越大，干涉条纹越密。8牛顿环CRer在透镜与玻璃片的接触点上，e=0，两反射光线的光程差=/2，所以接触点即牛顿环的中心点是一暗点。98波长为的平行单色光垂直地照

4、射到劈形膜上，劈形膜的折射率为n，第三条明纹与第六条明纹所对应的薄膜厚度之差是__________。两相邻明或暗条纹之间的高度差为/2。109两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直照射。若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹间隔______（填“变大”或“变小”或“不变”），条纹将________移动（填“近棱边”或“远棱边”）。条纹间隔不变，但空气层厚度增加，故条纹向棱边方向移动。116如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。当平凸透镜垂直向下缓慢平移而接近平面玻璃时，可

5、以观察到这些环状干涉条纹（A）向右平移。（B）向中心收缩。（C）向外扩张。（D）静止不动。（E）向左平移。等厚干涉，透镜向上平移，则原条纹（空气层厚度相同点）向中心收缩。[]C单色光空气1210若把牛顿环装置（都是用折射率为1.52的玻璃制成的）由空气搬入折射率为1.33的水中，则干涉条纹将__________（填“变密”或“变疏”或“不变”）。暗纹：条纹变密。即无论是在水中或空气中都有半波损失，两种情形中中央都为暗斑。131在双缝干涉实验中，波长=600nm的单色平行光垂直入射到缝间距a=3

6、10–4m的双缝上，屏到双缝的距离D=1m。求：（1）中央明纹两侧的两条第5级明纹中心的间距；（2）用一厚度为e=5.510–6m、折射率为n=1.33的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹移到原来的第几级明纹处？（1nm=10-9m）解：（1）14（2）用一厚度为e=5.510–6m、折射率为n=1.33的玻璃片覆盖一缝后，零级明纹移到原来的第几级明纹处？（1nm=10-9m）解：（2）覆盖玻璃后，零级明纹应满足设不覆盖玻璃片时此点为第K级明纹，则应有所以零级明条纹移到原第3级明纹处。15惠更斯原

7、理：媒质中的波达到的各点都是产生子波的波源，子波的包面就决定了另一时刻的波阵面。菲涅耳基于光的干涉原理，认为不同次级波之间可以产生干涉，给惠更斯原理作了补充，成为惠更斯—菲涅耳原理。菲涅耳假定：从同一波阵面上各点所发出的子波，经传播而在空间某点相遇时也可以相互迭加而产生干涉现象。衍射一惠更斯——菲涅尔原理16aasinABCL0PEK用菲涅耳波带法来说明单缝衍射图样。单缝的夫琅和费衍射两条边缘光线之间的光程差为17aasinABCKA2A1由此可知，对应于某确定角度，如果单缝可以分成偶

8、数波带时，则在P点出现暗条纹；如果单缝可以分成奇数波带时，则出现明条纹。这样明条纹的亮度只是奇数波带中的一个波带上所发出的子波，经过透镜聚焦后所产生的结果，其它都互相抵消。可见波带数越多，或角越大，明条纹的亮度越小。18aasinABCK当时，单缝恰好分成二个波带，则在屏上出现第一级暗线的位置。可见当适合于都在零级明条纹的范围内；屏上出现第一级、第二级等暗线的位置。当适合于屏上出现第一级、第二级等明线的位置。当适合于19暗纹中心明纹中心明暗条纹条件条纹在接收屏上的位置暗纹中心明纹中心