超强高中物理竞赛讲义光干涉实用教案

1、光波(gungb)第1页/共57页第一页，共58页。可见光第2页/共57页第二页，共58页。常用(chn yn)单色光源第3页/共57页第三页，共58页。第一节coherent light optical path 19-1第4页/共57页第四页，共58页。光干涉(gnsh)的必要条件第5页/共57页第五页，共58页。相干光第6页/共57页第六页，共58页。光程(un chn)第7页/共57页第七页，共58页。光程(un chn)差与相位差第8页/共57页第八页，共58页。透镜(tujng)无附加光程差第9页/共57页第九页，共58页。续上第10页/共57页第十页，共58页。分波面与分振幅(z

2、hnf)第11页/共57页第十一页，共58页。第二节19-2wavefront-splitting interference第12页/共57页第十二页，共58页。杨氏双缝干涉(gnsh)19-2第13页/共57页第十三页，共58页。条纹(tio wn)间距关系式第14页/共57页第十四页，共58页。洛埃镜实验(shyn) 紧靠镜端处总是产生暗纹，说明在镜端处反射光与入射光的相位差为 ，相当于光程差 ，称为 半波损失。第15页/共57页第十五页，共58页。双面镜实验(shyn)第16页/共57页第十六页，共58页。双棱镜(lngjng)实验第17页/共57页第十七页，共58页。分波面法小结(xi

3、oji)第18页/共57页第十八页，共58页。第三节19-3amplitude-splitting interference第19页/共57页第十九页，共58页。分振幅(zhnf)干涉第20页/共57页第二十页，共58页。平行平面(pngmin)膜反射反射(fnsh)条件第21页/共57页第二十一页，共58页。总光程(un chn)差公式第22页/共57页第二十二页，共58页。平行平面(pngmin)膜透射第23页/共57页第二十三页，共58页。透射附加(fji)光程差第24页/共57页第二十四页，共58页。等倾干涉(gnsh)条纹第25页/共57页第二十五页，共58页。平行(pngxng)膜

4、例一算例第26页/共57页第二十六页，共58页。续上第27页/共57页第二十七页，共58页。防反（增透）膜第28页/共57页第二十八页，共58页。增反膜第29页/共57页第二十九页，共58页。多层增反膜例题(lt)第30页/共57页第三十页，共58页。非平行(pngxng)膜等厚干涉第31页/共57页第三十一页，共58页。劈尖干涉(gnsh)第32页/共57页第三十二页，共58页。垂直(chuzh)入射总光程差第33页/共57页第三十三页，共58页。劈尖等厚条纹第34页/共57页第三十四页，共58页。劈尖厚度(hud)变化第35页/共57页第三十五页，共58页。劈尖夹角(ji jio)变化第3

5、6页/共57页第三十六页，共58页。劈尖例一3.0mm充油（ ）后测得2.1mm1.055(rad)1.43第37页/共57页第三十七页，共58页。劈尖例二920 (nm)第38页/共57页第三十八页，共58页。牛顿(ni dn)环第39页/共57页第三十九页，共58页。牛顿(ni dn)环例题在牛顿环实验中589 nm4.00 mm6.00 mm暗环6.79 m第40页/共57页第四十页，共58页。第四节1 9 - 4Michelson interferometer 第41页/共57页第四十一页，共58页。迈克耳孙干涉仪第42页/共57页第四十二页，共58页。等倾和等厚光路第43页/共57页

6、第四十三页，共58页。吐级第44页/共57页第四十四页，共58页。吞级第45页/共57页第四十五页，共58页。移级第46页/共57页第四十六页，共58页。随堂小议请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案（1）2ne；一折射率为一折射率为 , , 厚度为厚度为e e 的平面平行膜被一折射率为的平面平行膜被一折射率为 的媒质包围。有一单色平行的媒质包围。有一单色平行光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若 ，且入射光在且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ，则两反射光的程差为

7、，则两反射光的程差为nnnnnl22lnne22lnne22nnel（2） ; (3) ; (4) 。结束选择结束选择第47页/共57页第四十七页，共58页。小议链接(lin ji)1请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案（1）2ne；一折射率为一折射率为 , , 厚度为厚度为e e 的平面平行膜被一折射率为的平面平行膜被一折射率为 的媒质包围。有一单色平行的媒质包围。有一单色平行光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若 ，且入射光在且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为

8、 ，则两反射光的程差为，则两反射光的程差为nnnnnl22lnne22lnne22nnel（2） ; (3) ; (4) 。结束选择结束选择第48页/共57页第四十八页，共58页。小议链接(lin ji)2请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案（1）2ne；一折射率为一折射率为 , , 厚度为厚度为e e 的平面平行膜被一折射率为的平面平行膜被一折射率为 的媒质包围。有一单色平行的媒质包围。有一单色平行光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若 ，且入射光在且入射光在 媒质中

9、的波长为媒质中的波长为 ，则两反射光的程差为，则两反射光的程差为nnnnnl22lnne22lnne22nnel（2） ; (3) ; (4) 。结束选择结束选择第49页/共57页第四十九页，共58页。小议链接(lin ji)3请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案（1）2ne；一折射率为一折射率为 , , 厚度为厚度为e e 的平面平行膜被一折射率为的平面平行膜被一折射率为 的媒质包围。有一单色平行的媒质包围。有一单色平行光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若 ，且入射

10、光在且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ，则两反射光的程差为，则两反射光的程差为nnnnnl22lnne22lnne22nnel（2） ; (3) ; (4) 。结束选择结束选择第50页/共57页第五十页，共58页。小议链接(lin ji)4请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案（1）2ne；一折射率为一折射率为 , , 厚度为厚度为e e 的平面平行膜被一折射率为的平面平行膜被一折射率为 的媒质包围。有一单色平行的媒质包围。有一单色平行光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发生干涉，若光垂直于薄膜的上表面入射，从薄膜上、下表面反射的两束光发

11、生干涉，若 ，且入射光在且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ，则两反射光的程差为，则两反射光的程差为nnnnnl22lnne22lnne22nnel（2） ; (3) ; (4) 。结束选择结束选择第51页/共57页第五十一页，共58页。多个(du )相干点源干涉相邻两光线的光程差相应的相位差N 个初相相同(xin tn)的相干点光源第52页/共57页第五十二页，共58页。主 极 大 与 次 极 大相邻两光线在 P 点的相位差设各光线在 P 点的振幅大小均为用旋转矢量法求 N 个振动的合成振幅大小先粗略了解随 的变化概貌同向叠加同向叠加 （主极大）（主极大）自行封闭自行封闭同向叠加同向叠

12、加 （主极大）（主极大）（主极大）（主极大）同向叠加同向叠加自行自行封闭封闭自行自行封闭封闭同向叠加同向叠加（主极大）（主极大）（次极大）（次极大）位于相邻位于相邻两零值间两零值间第53页/共57页第五十三页，共58页。合 成 振 幅 ( z h n f ) 公 式各旋转矢量的垂直平分线的公共交点与 的普遍关系相邻两光线的相位差当同向叠加。用罗彼塔法则得当旋矢自行封闭主极大 在两个相邻的主极大之间，存在 个 ，从而存在 个次极大（处于每两相邻零值位置的中间）。据此可应用 公式算出次极大的幅值，可以发现，当 N 增大时，次极大相对于主极大迅速变小。 设相干点光源的强度相同，而且 已给定，随 N

13、的增大，屏幕上主极大处的条纹越清晰明亮，次极大处的条纹相对越来越暗，甚至不被察觉。第54页/共57页第五十四页，共58页。附图(f t)一012- -2- -1N = = 2N = = 3N = = 4N = =10N 很大N 增大，主极大条纹变亮变窄，次极大数目变多而相对强度变小。第55页/共57页第五十五页，共58页。附 图 ( f t ) 二N个相干线光源干涉条纹示意图N = = 2N = = 3N = = 4N = =10N 很大第56页/共57页第五十六页，共58页。谢谢您的观看(gunkn)！第57页/共57页第五十七页，共58页。NoImage内容(nirng)总结光波。频率( 10