09级 波动光学复习提纲

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1、大学物理学期末复习波动光学光的干涉光的衍射光的偏振第十二章波动光学一、光的干涉现象1．什么是光的干涉现象两束光的相遇区域形成稳定的、有强有弱的光强的分布。2．相干条件①振动方向相同②振动频率相同③相位相同或相位差保持恒定光的干涉3．明暗条纹条件用相位差表示：明条纹：Δ=±2kk=0,1,2,…暗条纹：Δ=±(2k-1)k=1,2,3,…用波程差表示：根据波程差与相位差的关系Δ=2δ/λ明条纹：δ=±kλk=0,1,2,…暗条纹：δ=±(2k-1)λ/2k=1,2,3,…二、杨氏双缝干涉1、干涉条纹的位置（1）明条纹：中心位

2、置：（2）暗条纹：中心位置：（3）条纹间距：相邻明纹中心或相邻暗纹中心的距离称为条纹间距2、干涉条纹的特点双缝干涉条纹是与双缝平行的一组明暗相间彼此等间距的直条纹，上下对称。①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，干涉条纹整体向下平移，条纹间距不变。②双缝间距d改变：当d增大时，Δx减小，零级明纹中心位置不变，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。Δx=Dλ/d3、讨论（1）波长及装置结构

3、变化时干涉条纹的移动和变化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。（2）介质对干涉条纹的影响①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-1)t/λ条纹移动距离OP=Δk·Δx若S2后加透明介质薄膜，干涉条纹下移。r2r1OPxdS2S1[例1]、求光波的波长在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为0.60mm，缝和屏相距1.50m，测得条纹宽度为1.50mm，求入射光的波长。解：由杨氏双缝干涉条纹间距公式Δx=Dλ/d可以得

4、到光波的波长为：λ=Δx·d/D代入数据，得λ=1.50×10-3×0.60×10-3/1.50=6.00×10-7m=600nm当双缝干涉装置的一条狭缝后面盖上折射率为n=1.58的云母片时，观察到屏幕上干涉条纹移动了9个条纹间距，已知波长λ=5500A0，求云母片的厚度。[例2]、根据条纹移动求缝后所放介质片的厚度解：没有盖云母片时，零级明条纹在O点；当S1缝后盖上云母片后，光线1的光程增大。由于零级明条纹所对应的光程差为零，所以这时零级明条纹只有上移才能使光程差为零。依题意，S1缝盖上云母片后，零级明条纹由O点移动原来的第九级明

5、条纹位置P点，当x<

6、__________又说明光是横波。例：以波长为=360nm的红光从空气垂直入射到折射率为n=1.5的透明薄膜上，要使反射光线得到增强，薄膜的厚度应该为。光的衍射光的偏振光的偏振[例题]．如图所示，在折射率为1.50的平板玻璃表面有一层厚度为300nm，折射率为1.22的均匀透明油膜，用白光垂直射向油膜，问：1)哪些波长的可见光在反射光中产生相长干涉?2)哪些波长的可见光在透射光中产生相长干涉?3)若要使反射光中λ=550nm的光产生相干涉，油膜的最小厚度为多少?解：(1)因反射光之间没有半波损失，由垂直入射i=0，得反射光相长干涉的

7、条件为:k=1时红光k=2时故反射中红光产生相长干涉。紫外(2)对于透射光，相干条件为：k=1时红外k=2时青色光k=3时紫外(3)由反射相消干涉条件为：显然k=0所产生对应的厚度最小，即:[例]有一玻璃劈尖，夹角=810-6rad，放在空气中。波长=0.589m的单色光垂直入射时，测得相邻干涉条纹的宽度为l=2.4mm，求玻璃的折射率。解：nl六、牛顿环明环中心暗环中心干涉公式七、迈克耳孙干涉仪的结构及原理fG1G2M1光源1212M1与M2严格垂直——薄膜干涉M1与M2不垂直——等厚干涉条纹一、光的衍射现象1.衍射现象：波

8、在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘前进这种偏离直线传播的现象称为衍射现象。屏幕E单缝KaS光源(b)b二、菲涅耳半波带法解释单缝衍射ABθaasinCθA1A2暗纹中心明纹中心光的衍射由条纹宽度看出缝越