大学物理光的干涉ppt课件.ppt

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1、17光的干涉水膜在白光下白光下的肥皂膜1蝉翅在阳光下蜻蜓翅膀在阳光下白光下的油膜肥皂泡玩过吗?2等倾条纹牛顿环(等厚条纹)测油膜厚度平晶间空气隙干涉条纹3光的电磁理论光矢量：可见光：波长：频率：光强Ｉ光是一定波段的电磁波17-1相干光17.1.1光的特性与产生机制417.1.2光的单色性图谱线及其宽度谱线宽度光波的描述理想的单色光场波函数单色光准单色光光谱曲线（谱线）波长强度5光波叠加原理遵从波的独立传播原理,多列波交叠区有:条件:介质是线性的,光波服从叠加原理光的干涉6P相干波频率相同振动方向相同有恒定相位差相位差合振幅光的强度或明暗在空间非均匀的稳定分布---光的干涉717

2、.1.3光程光程差光程:----光所经过的介质的折射率ni与相应的几何路程si乘积.光速几何距离光程差:相位差:8加强减弱(k=012……)加强和减弱的条件:相位:加强减弱(k=012……)光程差:9从普通光源获得相干光方法:分波前法分振幅法分振动面法17.2.1获得相干光方法普通光源的发光特点:1)一个原子每一次发光只能发出一个波列2)原子的发光是断续的3)各原子的各次发光是完全相互独立的两个普通光源或同一普通光源的不同部分所发出的光是不相干的17-2杨氏双缝干涉10杨(T.Young)在1801年首先发现光的干涉现象，并首次测量了光波的波长。1117.2.2杨氏双缝干涉实验

3、装置分波阵面干涉12杨氏干涉条纹P点光强S1和S2振动方向相同,相位相同频率相同13光强极大极小交替出现,形成明暗相间、等亮度、等间距的条纹.明纹中心:暗纹中心:条纹间距(亮亮或暗暗)14讨论:光强极大极小交替出现,形成明暗相间、等亮度、等间距的条纹.明纹中心:暗纹中心:条纹间距(亮亮或暗暗)15白光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片您能判断0级条纹在哪吗？16菲涅耳双棱镜、双面镜和劳埃德镜图菲涅耳双面镜图劳埃德镜图菲涅耳双棱镜暗纹为什么？半波损失！17例用波长为的光进行双缝试验，双缝到屏的距离双缝间距为，测得中央亮条纹两侧两条第10级明条纹中心的距离为。（1）求

4、波长（2）用一厚度，折射率n=1.58的云母片覆盖上面的一条缝后，零级条纹将向何方移动？移到原来第几条明纹处？（3）若将原装置放入液体中，观察到空气中的第三级明纹正好是液体中的第四级明纹，求液体的折射率。解（1）两条第10级明纹中心相距20个条纹宽度，所以得1s2s1r2rpoe1s2s1r2rpoe18（2）如图所示，当上缝被云母片覆盖时，光程差为零的零级条纹应向上移动，设移至原来的第k级明纹处。覆盖云母片后零级明纹条件为未盖云母片前，第k级明纹处，代入上式得（3）液体中波长，依题意得19例：波长为的平面单色光以角斜入射到缝间距为d的双缝上，若双缝到屏的距离为D（>>d）

5、,如图示，试求：（1）各级明纹的位置；（2）条纹的间距；（3）若使零级明纹移至屏幕O点处，则应在缝S2处放置一厚度为多少的折射率n的透明介质薄片。S1S2PODAB解：(1)P点处的光程差为：K级明纹条件：20(2)明纹之间的距离为：（3）设在缝S2处放了厚度为t，折射率为n的透明介质薄片后，则在点o处两光线的光程差为；若使零级条纹回到屏幕中心的O点，则有sin=0,’=0,故有（n-1)t-dsin=0因而折射率为n的透明介质薄片的厚度为S1S2POD211.干涉条纹可见度(衬度)定义:*17.2.3光源大小对干涉条纹的影响（光场的空间相干性）222.光源宽度对

6、干涉条纹影响---光场的空间相干性23带光源双缝干涉的强度分布曲线24设光源上边缘处线光源L产生的中央条纹0L与下边缘出现光源N产生的第一级亮纹1N重合。空间相干性：具有一定宽度的普通光源发出的光波，要使其波面上的两点（S1和S2）作为次波源能发生干涉现象，这两点之间的距离必须小于某一值。25相干间隔d0：干涉条纹刚好消失时，S1和S2之间的距离最大张角s：S1和S2对光源S的中心所张的角26准单色光：中心波长为谱线宽度为干涉条纹消失的位置：波长为+/2成分的第k级明纹与波长为-/2成分的第（k+1）级明纹重合的位置。相干长度*17.2.4非单色性对干涉条纹

7、的影响（光场的时间相干性）27白光与同数量级He-Ne激光长单色性好相干长度波列长度L相干时间时间相干性：光源在同一时刻发的光分为两束后又先后到达某一观察点，只有这先后到达的时差小于某一值时才能在观察点产生干涉。28亮点薄透镜，近轴光线：透镜不产生附加光程差一般在透镜前找光程差fSS1S20Pxd亮暗{{亮暗条纹间距透镜不引起附加的光程差29分振幅干涉定域干涉点光源非定域干涉17.3等倾干涉30n2>n1两相干光的光程差亮纹暗纹当e、n2、n1确定，则相同入射角的入射光线有相同光程差。它们