大学物理下-光的干涉.ppt

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1、光的干涉复习课一、基本要求1．理解获得相干光的基本方法，掌握光程的概念；2．会分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置和条件；3．了解迈克耳孙干涉仪的工作原理。二、基本内容1．获得相干光的基本方法　（波阵面分割法，振幅分割法）2．光程（1）光在折射率n的介质中，通过的几何路程L所引起的相位变化，相当于光在真空中通过nL的路程所引起的相位变化。（2）光程差引起的相位变化为其中为光程差，为真空中光的波长两束光（反射光）由于相位突变所引起的光程差。（3）附加光程差3、相长干涉和相消干涉的条件4．杨氏双缝干涉（波阵面分割法）得：明纹位置暗纹位

2、置条纹间距4．薄膜干涉（振幅分割法）入射光在薄膜上表面由于反射和折射而分振幅，在上、下表面的反射光干涉（）光程差反射光的干涉公式：a、讨论:一定时，一定，：等厚干涉一定，：等倾干涉b、透射光的干涉（1）劈尖干涉所以（加强明纹）（减弱暗纹）相邻两明（暗）条纹处劈尖厚度差(若，则)平行于棱边的明暗相间的直条纹劈尖(棱边)处:,暗纹；相邻明(暗)条纹间距：（2）牛顿环干涉干涉条纹是以接触点为中心的同心圆环，其中R为透镜的曲率半径暗环半径其明环半径将代入，讨论：①中间一点是暗圆斑；②条纹不是等间距的，越外越小③中间填充介质，仍有一条光线有半波损失

3、:明环：暗环：（3）增透与增反增透：增反：利用振幅分割法使两个相互垂直的平面镜形成一等效的空气薄膜，产生干涉。视场中干涉条纹移动的数目与相应的空气薄膜厚度改变（平面镜平移的距离）的关系5．迈克耳孙干涉仪三、讨论1．单色光λ垂直入射劈尖，讨论A、B处的情况A处条纹明暗B处光程差明B处光程差A处条纹明暗暗B处光程差A处条纹明暗明B处光程差A处条纹明暗暗2．杨氏双缝干涉中，若有下列变动，干涉条纹将如何变化（1）把整个装置浸入水中此时波长为，则条纹变密（2）在缝S2处慢慢插入一块厚度为t介质片，（3）将光源沿平行S1S2连线方向作微小移动图示S向

4、下移动，此时，于是中央明纹的位置向上移动（为什么？）3．图示，设单色光垂直入射，画出干涉条纹（形状，疏密分布和条纹数）（1）上表面为平面，下表面为圆柱面的平凸透镜放在平板玻璃上。由得明纹条件当可观察到第四级明条纹，即由图知可得明条为8条，暗条为7条的直线干涉条纹（图示）。暗纹中心暗纹7条明纹8条（2）平板玻璃放在上面，下面是表面为圆柱面的平凹透镜。同理，由可观察到第的明条纹，但对应处，只有一条明条纹，则共可看到7条明纹、8条暗纹（图示）暗纹8条明纹7条4．图示牛顿环装置中，平板玻璃由两部分组成的()，透镜玻璃的折射率，玻璃与透镜之间的间隙

5、充满的介质，试讨论形成牛顿环的图样如何？讨论：分别写出左右两侧的反射光的光程差表示式（对应同一厚度）与左右两侧明暗相反的半圆环条纹（图示）可见，对应同一厚度处，左右两侧的光程差相差半波长，即左边厚度处为暗纹时，右边对应厚度处却为明纹，反之亦然，因此可观察到的牛顿环的图样是：四、计算若以光垂直入射，看到七条暗纹，且第七条位于N处，问该膜厚为多少。1．测量薄膜厚度。图示欲测定的厚度，通常将其磨成图示劈尖状，然后用光的干涉方法测量。解：由于则由暗条纹条件得已知N处为第七条暗纹，所以取，得方法2：劈尖相邻明条（暗条）间的垂直距离为，今有七条暗纹，

6、棱边为明条纹，则其厚度解（1）设在A处，两束反射光的光程差为[若计算透射光，图示]2．牛顿环装置中平凸透镜与平板玻璃有一小间隙，现用波长为单色光垂直入射（1）任一位置处的光程差（2）求反射光形成牛顿环暗环的表述式（设透镜的曲率半径为R）（2）形成的暗纹条件（1）由图示几何关系知（设A处环半径r）（2）代入式（1）得为正整数，且解：在油膜上、下两表面反射光均有相位跃变，所以，两反射光无附加光程差3．折射率为n=1.20的油滴在平面玻璃（折射率为上形成球形油膜，以光垂直入射，观察油膜反射光的干涉条纹，求若油膜中心最高点与玻璃平面相距1200n

7、m，能观察到几条明纹？因此明纹条件满足（1）（）时，（油漠边缘处）（或以代入式(1)，可得k取整数）即可看到五条明纹同心圆环）讨论：当油膜扩大时，条纹间距将发生什么变化？（不变，变小，变大）变大！光的衍射光的偏振复习课一、基本要求1．了解惠更斯—菲涅耳原理2．掌握单缝夫琅禾费衍射的条纹分布，以及缝宽，波长等对衍射条纹的影响3．理解光栅衍射方程，会分析光栅常数，光栅缝数N等对条纹的影响4．理解线偏振光获得和检验的方法，马吕斯定律二、基本内容1．单缝夫琅禾费衍射（1）半波带法的基本原理（2）明暗条纹的条件第一步分光的衍射（3）明暗纹中心的位置

8、线宽度明条纹宽度（4）条纹宽度中央明条宽度：角宽度斜入射：条纹位置：2．衍射光栅（1）光栅衍射是单缝衍射和各缝干涉的总效果（2）光栅方程（3）缺级条件，当同时成立时，衍射光第级缺级且（4）各主