大学物理第五版薄膜干涉,劈尖.ppt

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1、复习上次课内容：3.双缝干涉中产生明、暗条纹的条件：①从光程计算：若满足光程差明条纹暗条纹1.光程光在某一介质中所经历的几何路程L与该介质的折射率n的乘积nL。2.两束光的光程差:1②从光屏中心O处量起：则明条纹暗条纹实验装置p2③计算条纹间距：实验装置p3反射光干涉光程差的计算：4.薄膜干涉产生明、暗条纹的条件：特例：若光线垂直入射到薄膜上,i=0,(γ=0)薄膜aa1a2n1n2n3则有反射光干涉产生明、暗条纹的条件：明纹暗纹4何时在公式中添加附加光程差：不论入射光的的入射角如何满足n1n3(或n1>n2n2>n3(或n1

2、

3、实心劈尖n1=1,n2=n,使光垂直入射，i=0由：8劈尖干涉（明纹）（暗纹）(1)棱边处：为暗纹.3、劈尖干涉条纹的特征：有“半波损失”明(暗)条纹对应的劈尖厚度：光程差9为光在介质中的波长(3)相邻明纹(暗纹)间距(2)相邻明纹（暗纹）之间的厚度差:由此可得劈尖角:10(4)干涉条纹的移动练习11例1波长为680nm的平行光照射到L=12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的左端相互接触，右端被厚度Ｄ=0.048mm的纸片隔开.解:根据薄膜干涉产生暗条纹条件试问在这12cm长度内会呈现多少条暗条纹?12共有142条暗纹.根据,条纹最大级数对应最大厚度，可有:

4、13(1)干涉膨胀仪(2)测膜厚劈尖干涉的应用14(3)检验光学元件表面的平整度15空气(4)测细丝的直径End16二牛顿环(等厚干涉特例2)由一平凸透镜和一块平板玻璃组成光程差17牛顿环实验装置牛顿环干涉图样显微镜SLM半透半反镜T18Rrd暗环半径明环半径明、暗环的半径：由总结(劈尖、牛顿环)(1)干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹等厚干涉相邻条纹对应的厚度差为入射光波长的一半.20(2)厚度线性增长条纹等间距(劈尖)，厚度非线性增长条纹不等间距(牛顿环).(3)条纹的动态变化分析（变化时）21(4)半波损失需具体问题具体分析.END2

5、2一光的衍射现象§11-6光的衍射23光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，光会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布的现象24二惠更斯-菲涅耳原理：波阵面上面元(子波波源)：时刻波阵面*e对于波前上由面元∆S发出的子波在P点引起的光振动的振幅和相位,菲涅耳有如下假设：（1）.每一面元∆S发出的子波在P点引起的光振动的振幅与∆S的大小成正比,与∆S到P点的距离r成反比,并与r和面元∆S的法线方向之间的交角有关,越大则振幅越小。25：波阵面上面元(子波波源)：时刻波阵面e*（2）.因波阵面S上各点均同相位,所以任一面元∆S在P点引起的光

6、源振动的相位,仅由r决定。所有面元∆S发出的子波在P点引起的光振动:26三菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射光源、屏与缝相距无限远缝菲涅耳衍射缝光源、屏与缝相距有限远衍射分类：27在实验中实现夫琅禾费衍射END28S*屏幕§11-7单缝衍射2.单缝衍射图样的形成1.单缝的夫琅禾费衍射实验装置f2f129BAQf定性分析：设单缝宽为b,波长为的平行单色光垂直入射到单缝上则：缝AB可视为波阵面的一部分，其上每一点为子波源，向各方向发出子波，用衍射线表示。方向相同的一组衍射线经透镜会聚后在屏上同一点相遇（如O、Q、p）定义：衍射线的方向与缝平面法线的夹角称为衍

7、射角30CBAQf(a)的衍射线汇聚至屏幕中心O点，为中央明纹。为任意角时,对应屏上的任一点Q处，是明纹还是暗纹取决于各衍射线在Q点的光程差。作再考虑经狭缝边缘出射的两条光线的光程差：31bsin设想作一组间距为的一系列平面与Ac平面平行，菲涅耳半波带：λ2λ2λ2λ2如图:因各波带面积相等,可以认为各波带发出的子波数目相同,且相邻两波带发出的子波在汇聚点之光程差正好是λ/2。这些平面也将单缝所在处的波阵面AB沿缝宽方向分隔成一系列等宽的狭长波带面。32自AB射出的光线因衍射角不同,分割AB的波带数目亦不同；衍射角越大，分割的半波带个数越多。缝长3

8、3结论：若设缝AB分成的半波带数为k,即(a)对给定