第13章光波干涉14.ppt

半波损失 上节课的主要内容 光程 L nL 光程差与位相差 P点的坐标 得 干涉极大极小的条件 k 0 1 2 明条纹 暗条纹 干涉极大极小的位置 13 2 D 一定 讨论 反之 1 相邻两条明 暗 纹的间距 干涉图样是等间距明暗相间条纹 d大到一定程度 条纹全部集中到屏中心 14 4 3 D d一定 若白光入射 色散 由此 可测出各种光波的波长 中央极大除外 15 同一级上 每一级都是彩色条纹分布 例1 已知杨氏实验中 0 55 m d 3 3mm D 3m 求 1 条纹间距 x 2 置厚度l 0 01mm的平行平面玻璃于S2之前 计算条纹移动距离及方向 解 1 根据公式 代入数据可得 2 设未放玻璃前P为k级极大 加玻璃后增加了光程差 联立 求得 则 注 若测得 x 则可求出n 3 干涉图形的光强分布 相应的光强为 16 讨论 1 由光强分布可求出条纹位置 2 明纹强度 为单个缝产生强度的四倍 17 3 把一条缝加宽 条纹如何变化 若d不变 则条纹位置不变 则暗纹强度不为0 条纹反差小 有衬底 4 若把S向上移 条纹如何变化 18 条纹向下移动 4 杨氏实验的又一装置 P点的明暗条件与前面讨论的完全相同 费马原理 从垂直于平行光的任一平面算起 各平行光线到会聚点的光程相等 即透镜不附加光程差 仍有 19 2 菲涅耳双镜 自学 明暗条纹的位置 真空中 介质中 将屏移到B处 证实了半波损失的存在 3 洛埃镜 20 1 三 分波阵面干涉 4 光源时间相干性 原子发光是间歇性的 每个波列持续的时间 普通光源的相干长度 理论证明 相干长度 可达几百公里 恰好能相干的情形 激光的相干长度 21 恰能干涉的最大光程差 相干长度 两光相干 不相干 1 四 分振幅干涉 1 等倾干涉 薄膜干涉 设薄膜厚度为d 折射率为n 厚度均匀的薄膜所得到的干涉 并且 n1 n n2 22 3 明暗条件还可用折射角表示为 2 明暗条件中没有号 因条纹不对称 说明 1 max 中 k 0因为 r不可能为零 4 是否考虑半波损失 要看n1 n n2的关系 要加 不考虑 23 1 倾角i相同的光线对应同一条干涉圆环条纹 干涉条纹特征 L f P o r环 i S i 等倾干涉 2 不同倾角i构成的等倾条纹是一系列同心圆环 24 干涉条纹特征 3 条纹间隔分布 25 内疏外密 4 愈往中心 条纹级别愈高 若改变d 即 o点处的干涉级最高 中心向外冒条纹 中心向内吞条纹 d一定时 k i rk 1 5 光源是白光 彩色干涉条纹 26 干涉条纹特征 1 透射光也有干涉现象 反射光加强的点 透射光正好减弱 互补 补充 明暗条件为 单色光垂直入射时 复色光垂直入射时 2 平行光垂直入射的干涉现象 薄膜表面全亮 薄膜表面有的颜色亮 有的颜色消失 等倾干涉的应用 使某颜色的单色光在表面的反射产生干涉相消 增加透射 增透膜 27 或全暗 或不亮不暗 使单色光在表面的反射干涉加强 增加反射 增反膜 例2 在折射率n 1 50的玻璃表面上涂一层MgF2 n 1 38 为使它在5500 波长处产生极小反射 这层膜应多厚 解 最薄的膜k 0 此时 k取其它值亦可 但d不能太厚 假定光垂直入射 n1 n2 n3 不加 2 28 时间相干性 例3 氦氖激光器的谐振腔反射镜 对波长 6328 的单色光的反射率在99 以上 为此反射镜采用在玻璃表面镀上ZnS n1 2 35