光的干涉PPT课件.ppt

P点还是0级明纹吗 答案 肯定 答案 肯定不是了 5 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 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 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 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 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 5 4薄膜干涉 光线a2与光线a1的光程差为 由折射定律和几何关系可得出 干涉条件 不论入射光的的入射角如何 额外程差的确定 满足n1n3 或n1 n2 n3 产生额外程差 满足n1 n2 n3 或n1 n2 n3 不存在额外程差 对同样的入射光来说 当反射方向干涉加强时 在透射方向就干涉减弱 二 增透膜和增反膜 增透膜 利用薄膜上 下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射 从而使透射增强 增反膜 利用薄膜上 下表面反射光的光程差满足相长干涉 因此反射光因干涉而加强 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 例已知用波长 照相机镜头n3 1 5 其上涂一层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 2 正确计算干涉点处的光程差 分析干涉问题的基本步骤 1 分析清楚哪两束光发生干涉 3 计算并讨论干涉条纹的空间分布或分布的变化 注意 当光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时 反射光有半波损失 14 一 劈尖干涉 夹角很小的两个平面所构成的薄膜 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 厚度为e处 两相干光的光程差为 5 4 2等厚干涉 膜的上下表面不平行 干涉条件 劈尖上厚度相同的地方 两相干光的光程差相同 对应一定k值的明或暗条纹 等厚干涉 棱边处 e 0 2 出现暗条纹 有 半波损失 实心劈尖 空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差 任意相邻明条纹 或暗条纹 之间的距离l为 在入射单色光一定时 劈尖的楔角 愈小 则l愈大 干涉条纹愈疏 愈大 则l愈小 干涉条纹愈密 当用白光照射时 将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹 每一条纹对应劈尖内的一个厚度 当此厚度位置改变时 对应的条纹随之移动 干涉条纹的移动 18 2020 1 7 19 劈尖干涉的应用 20 解 21 3 检验光学元件表面的平整度 4 测细丝的直径 22 2 牛顿环 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 23 牛顿环实验装置 24 光程差 25 4 应用例子 可以用来测量光波波长 用于检测透镜质量 曲率半径等 1 从反射光中观测 中心点是暗点还是亮点 从透射光中观测 中心点是暗点还是亮点 2 属于等厚干涉 条纹间距不等 为什么 3 将牛顿环置于的液体中 条纹如何变 26 测量透镜的曲率半径 27 总结 1 干涉条纹为光程差相同的点的轨迹 即厚度相等的点的轨迹 28 2 半波损失需具体问题具体分析 29 例1 一平凸透镜放在一平镜上 一波长为 5893 的单色光垂直照射于其上 测量反射光的牛顿环 测得从中央数起第k个暗环的弦长为Lk 3 00mm 第 k 5 个暗环的弦长为Lk 5 4 60mm 如图所示 求平凸透镜的曲率半径R 30 解 根据暗环半径公式 31 例2 在图示的装置中 平面玻璃板是由两部分组成的 冕牌玻璃n1 1 50和火石牌玻璃n2 1 75 透镜是由冕牌玻璃制成 而透镜与玻璃之间的空间充满着二硫化碳 n 1 62 若用单色光垂直入射时 在反射光中测得右边k级明纹的半径为4mm k 5级明纹的半径为6mm 平凸透镜的R 10m 求 1 入射光的波长 2 左边牛顿环的图样如何 3