大学物理光的干涉描述ppt课件.ppt

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1、第十六章波动光学光的干涉一、光源16-1-1光源光的相干性光源的最基本发光单元是分子、原子=(E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射普通光源：自发辐射独立(不同原子发的光)··独立(同一原子先后发的光)发光的随机性发光的间隙性波列波列长L=c1、光源的发光机理可见光频率范围2、光的颜色和光谱可见光波长范围可见光颜色对照单色光——只含单一波长的光。复色光——含多种波长的光。准单色光——光波中包含波长范围很窄的成分的光。光波是电磁波。光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的是E矢量，称为光矢量。E矢量的振动称为光振动。3、光强在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把

2、光强定义为：光强：在光学中，通常把平均能流密度称为光强，用I表示。二、光的相干性两频率相同，光矢量方向相同的光源在p点相遇1、非相干叠加独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变”叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象2、相干叠加满足相干条件的两束光叠加后位相差恒定，有干涉现象若干涉相长干涉相消两相干光束两非相干光束一个光源1分波前的方法杨氏干涉2分振幅的方法等倾干涉、等厚干涉普通光源获得相干光的途径（方法）16-1-2分波前干涉一、杨氏双缝干涉S1S2S***杨氏干涉条纹D>>d波程差：干涉加强明纹位置干涉减弱暗纹位置(1)明暗相间的条纹对称分布于中心

3、O点两侧。干涉条纹特点：(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关。两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。方法一：方法二：(3)D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。二、其他分波阵面干涉装置1、菲涅耳双面镜虚光源、平行于明条纹中心的位置屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕上明暗条纹中心对O点的偏离x为：暗条纹中心的位置光栏2洛埃镜光栏当屏幕E移至E'处，从S1和S2到L点的光程差为零，但是观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在。问：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第k级明条纹处，其厚度h为多少？例：已知：S2缝上覆盖的介质

4、厚度为h，折射率为n，设入射光的波长为.解：从S1和S2发出的相干光所对应的光程差当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：所以零级明条纹下移原来k级明条纹位置满足：设有介质时零级明条纹移到原来第k级处，它必须同时满足：16-1-3光程与光程差干涉现象决定于两束相干光的位相差两束相干光通过不同的介质时，位相差不能单纯由几何路程差决定。光在介质中传播几何路程为r，相应的位相变化为光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算为光在真空中的路程光程差光在真空中的波长若两相干光源不是同位相的两相干光源同位相，干涉条件不同光线通过透镜要改变传播方向，会不会

5、引起附加光程差？A、B、C的位相相同，在F点会聚，互相加强A、B、C各点到F点的光程都相等。AaF比BbF经过的几何路程长，但BbF在透镜中经过的路程比AaF长，透镜折射率大于1，折算成光程，AaF的光程与BbF的光程相等。解释使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。一、薄膜干涉扩展光源照射下的薄膜干涉a1a2a在一均匀透明介质n1中放入上下表面平行,厚度为e的均匀介质n2(>n1)，用扩展光源照射薄膜，其反射和透射光如图所示16-1-4薄膜干涉光线a2与光线a1的光程差为：半波损失由折射定律和几何关系可

6、得出：a1a2a干涉条件薄膜aa1a2n1n2n3不论入射光的的入射角如何额外程差的确定满足n1n3(或n1>n2n2>n3(或n1

7、层n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。解：因为，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：代入k和n2求得：此膜对反射光相干相长的条件：可见光波长范围400~700nm波长412.5nm的可见光有增反。问：若反射光相消干涉的条件中取k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？一、劈尖干涉夹角很小的两个平面所构成的薄膜空气劈尖棱边楔角平行单色光垂直照射空气劈尖上，上、下表面的反射光将产生干涉