光的干涉教案课件.pptx

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1、一、基本概念1.光矢量光强EEEocos（t）光矢量光波是电磁波。电磁波的基本性质对光波同样适用在场矢量E和H的传播中，对人眼睛或感光仪器起主导作用的是电场矢量，故光波中的振动矢量用E矢量表示，称光矢量。12.1干涉现象波强（平均能流密度）第12章光的干涉2.可见光单色光复色光准单色光可见光波长范围在3600~7600埃的电磁波称可见光不同波长的光波引起不同的颜色感觉单色光只含有一种波长的光称单色光。复色光含有多种波长成分.严格的单色光在自然界中是不存在的，任何波源发出的光实际都包含许多不同波长成分，是复色光准单色光:若光的波长范围很窄，则称准单色光。波长范围越窄，单色性越好0o

2、准单色光的谱线宽度IIo2Io2o2o光强降到一半时曲线的宽度——谱线宽度谱线宽度是标志谱线单色性好坏的物理量谱线宽度越窄,光的单色性越好光强与波长的关系1r1n1r2n2ss2P3.光程差与相位差的关系002n2r22n1r1EEcos(tr1)Ecos(t2r1)1P10u1011EEcos(tr2)Ecos(t2r2)2P20u202202E1E10costE2E20costλ0:真空中传播时的波长λ:介质中传播时的波长ncccT0u/Tλ0=nλ221102(n

3、rnr)光程差相位差二、相干光和相干条件几个波源的波,在同一空间传播时,无论相遇与否,都将独立的保持原有的特性.1、波的独立性原理和叠加原理波的独立性相遇区域中任意点的振动,是每一列波各自单独存在时引起该点振动的合成波的叠加原理相干条件2、相干光及相干条件(1)相同(3)相位差是常量(2)E1E2间的夹角不随t变化，2,有相互平行的分量且在交叠区12Acos(t)II1I22I1I2cos满足相干条件时有A2A2A22AAcos)12121A21A21A2AAcos2212212II1I22I1I2cosI1I

4、2cosI122干涉项非相干时I12处处为0称作非相干叠加——不相干。I=I1+I2此时I12不为零的条件即为相干条件3、相干叠加光强分布II1I22I1I2cos只是空间的函数，因此光强在空间呈稳定分布。(k0,1,)12M12III2IIImI1I22I1I2=(2k+1)处I1I2IoIM4IoIm0干涉相长:振幅、光强有极大值的点干涉相消:振幅、光强有极小值的点=2k处k2(2k1)024、获得相干光的主要方法具有确定相差的波阵面上的两个次级子光源是相干的.分波阵面法:相同波阵面上的

5、两个次级子光源是相干的;.分振幅干涉法——透射光与反射光W入0WE2W反W透W入W反W透Ss1s2dx1r2rIOD条件:dDxD12.2杨氏双缝干涉nn(r2r1)ndsinDxndndtg(2k1)2kk=0,1,2..明条纹k1,2,...暗条纹一、光强分布x明条纹中心：kndxkD暗条纹中心：2ndkx(2k1)DkDndxxxk1条纹宽度:干涉条纹等宽;条纹宽度随双缝间距离增大而减小,随入射光波长增大而增大.白光入射时,中央条纹两侧出现彩色条纹,干射级高的级次发Th重叠二、杨氏双缝实验条纹位置Dx

6、ndn(r2r1)(2k1)2k明条纹暗条纹DdxkDndxxxk1条纹宽度特别提示光波波长是不能直接看到的，通过杨氏干涉获得稳定的干涉图样，即可测定条纹宽度Δx，继而求得光波波长光源宽度对条纹可见度的影响光源宽度越大，条纹可见度将越差S2S1ONOOMMSN杨氏双缝干涉是利用分波振面法获得相干光的提供了一种测量波长的方法杨氏双缝实验中,在下列情况下干涉条纹如何变化:条纹密集向中央0级集中条纹变得模糊不清不变条纹变得模糊不清1.双缝的间距增大时;xk减小Δx减小2.双缝的宽度增大时;3.缝光源S平行于双缝连线方向上下移动时;4.缝光源S向双缝屏移近时;5.

7、当缝光源S逐渐加宽时.6、双缝与屏间介质折射率增大时Δx变小，条纹密集思考题:S上移:条纹下移S下移:条纹上移DdxS例题1.杨氏双缝实验，=500nm，在一光路中插入玻璃片（n=1.5）后O点变为4级明纹中心。求：玻璃片厚度e。n1ekn144000nm(le)nelneek解：O点处光程差为x(e,n)O1ss2lsS’例题2、单色光源S照射双缝,零级明纹位于O.将S移至S