第12章-光的干涉

第十二章光的干涉,(P.136154),12.1光源光的相干性12.2杨氏双缝干涉实验12.3光程与光程差12.4薄膜干涉*12.5迈克尔逊干涉仪,12.1光源光的相干性,(P.136139),1.1普通光源的发光机理,处于激发态的分子或原子自发地跃迁到低激发态或基态时，向外辐射电磁波。,1光源,1.2普通光源发光的特点,随机性：每次发光是随机的，所发出各波列的振动方向和振动初相位都不相同。,间歇性：各原子发光是断断续续的，平均发光时间t约为10-8s，所发出的是一段长为L=ct的光波列。,1）两光源或光源的不同部分发出的光为非相干光。2）一般光源发出的光为复色光。,结论：,2.光的相干性,2.1不相干的情况,均匀亮度,2.2相干的情况,形成明暗相间的条纹,3相干光的获得,光的色散,4.单色光的获得,滤色片,单色光源,激光具有很好的相干性,12.2杨氏双缝干涉实验,(P.154142),1杨氏双缝干涉,1.1条纹的形成,由双缝s1和s2发出的两相干光在屏幕上各点叠加。,1.2明暗条件与条纹特点,1）明暗条件,2）条纹形状,以O为中心，明暗相间，相互平行，等间距的条纹。O为明条纹。,3）条纹间距,白光入射的杨氏双缝干涉照片,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。,2.1菲涅尔双镜实验,等效于虚光源和发出的相干光的干涉,*2其它分波阵面干涉装置,2.2洛埃镜,P处为暗条纹!,半波损失：当光线从光疏媒质入射到光疏媒质与光密媒质的界面而产生反射时，在反射过程中产生了的位相突变，或产生/2的附加光程。,作业：,12.7,12.3光程与光程差,(P.143145),光通过某一媒质的光程等于光在相同时间里在真空中所传播的几何路程:,1光程,若光束经过几种不同媒质，则,2.光程差与明暗条件,为光在真空中的波长。,3.等光程性,解：,作业：,12.8,12.4薄膜干涉,(P.145152),1.薄膜干涉,i,r,A,B,C,D,P,L,n2,e,1,2,3,4,n1,n1,2.劈尖干涉,2.1条纹形成,2.2明暗条件,条纹的形状决定于e相同地方的轨迹，干涉条纹为明暗相间，相互平行，等间距的条纹。,2.3条纹特点,3.牛顿环,3.1条纹形成,3.2明暗条件,n,3.3条纹特点,e相同地方的轨迹，即以O为圆心的明暗相间同心圆，相邻条纹不等间距，内疏外密。,白光入射的牛顿环照片,劈尖,不规则表面,丰富多彩的薄膜干涉,水膜在白光下,白光下的肥皂膜,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.薄膜干涉（二）等倾干涉,考思题,镜头颜色为什么发紫?,O,R,h,r,e,解：,作业：,12.10、12.11、12.14、12.15,*11.5迈克尔逊干涉仪,(P.152154),1结构,2原理,3应用,迈克耳逊在工作,迈克耳逊（A.A.Michelson）美籍德国人,因创造精密光学仪器，用以进行光谱学和度量学的研究，并精确测出光速，获19