第16波动光学

1、第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 第16章波动光学第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 2 时期 阶段 实验 理论 代表人物萌芽远古-16世纪 (简单) 光学元件反射定律 欧几里德（前33-前275）几何17-18世纪 望远镜和 显微镜(合)折射定律 开普勒/笛卡儿斯涅耳/牛顿波动19世纪杨氏/马吕斯波长/声速光的电磁理论量子19世纪末-20世纪中叶 黑体/光电康普顿效应波粒二象性物质波爱因斯坦/麦克斯韦/普朗克现代20世纪中叶-现代 激光/传递函数/全息光的受激辐射肖洛等光学发展史的五大阶段 杨氏/菲涅耳马吕斯第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 3(1)(1)古代元气

2、说古代元气说 （公元前（公元前400多年的多年的墨经墨经）光，即火。火属五行之一，五行生于元气，故光生光，即火。火属五行之一，五行生于元气，故光生于元气。发光谓之吐气，受光谓之含气。于元气。发光谓之吐气，受光谓之含气。光的本性光的本性 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 4（2）十七世纪 微粒说与波动说之争 牛顿的微粒说牛顿的微粒说 惠更斯的波动说惠更斯的波动说 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 5 光是一种高速运动着的光是一种高速运动着的微粒流微粒流。 微粒说微粒说能够能够很好地解释很好地解释光在均匀介质中的直线传播以及在光在均匀介质中的直线传播以及在两种介质分界面上的两种

3、介质分界面上的反射规律反射规律，但在解释，但在解释折射折射现象时，会得出现象时，会得出与实际情况与实际情况相反相反的结果的结果光在密介质中的速度应大于疏介质光在密介质中的速度应大于疏介质中的，并且中的，并且微粒说也不能解释光的干涉、衍射和偏振微粒说也不能解释光的干涉、衍射和偏振等现象。等现象。 牛顿的微粒说牛顿的微粒说 光是在充满整个空间的特殊介质光是在充满整个空间的特殊介质“以太以太”中传播的某种中传播的某种弹性波，弹性波，因此服从波动的传播规律因此服从波动的传播规律惠更斯原理。惠更斯原理。利用利用惠更斯惠更斯原理不仅能够正确解释光的原理不仅能够正确解释光的直线传播和反射直线传播和反射定律定

4、律，也能够正确解释，也能够正确解释光的折射定律及双折射光的折射定律及双折射现象。现象。惠更斯的波动说惠更斯的波动说 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 6分歧的焦点：分歧的焦点：光在水中的速度光在水中的速度1850年佛科（年佛科（Foucauld）测定）测定空气水vv微粒说开始瓦解微粒说开始瓦解第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 7(3)(3)光的机械波动说（光的机械波动说（1919世纪初世纪初-后半世纪）后半世纪）设计了双平面镜和双棱镜干涉实验，进一步证实设计了双平面镜和双棱镜干涉实验，进一步证实了杨氏关于双孔干涉现象解释的正确性；发现并解释了杨氏关于双孔干涉现象解释的正确性

5、；发现并解释了菲涅耳衍射；总结出了菲涅耳公式及菲涅耳方程。了菲涅耳衍射；总结出了菲涅耳公式及菲涅耳方程。杨氏（杨氏（T. Young）双孔干涉实验）双孔干涉实验分别通过两个小孔的两束光在屏幕上的重叠区分别通过两个小孔的两束光在屏幕上的重叠区域内形成一组明暗相间的条纹。域内形成一组明暗相间的条纹。包含了光波波长的包含了光波波长的概念，并初步测定出了光波波长的大小。概念，并初步测定出了光波波长的大小。菲涅耳（菲涅耳（A. J. Fresnel）对光的波动说的贡献）对光的波动说的贡献性质：弹性机械波，在机械性质：弹性机械波，在机械以太以太中传播。中传播。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 8

6、蝉翅在阳光下蝉翅在阳光下蜻蜓翅膀在阳光下蜻蜓翅膀在阳光下白光下的油膜白光下的油膜第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 9(4)(4)光的电磁说（光的电磁说（1919世纪的后半期世纪的后半期-）得出了著名的麦克斯韦方程组，预言出电得出了著名的麦克斯韦方程组，预言出电磁波的存在，并且推算出电磁波在真空中的传磁波的存在，并且推算出电磁波在真空中的传播速度与测量到的光速值极为接近，进一步预播速度与测量到的光速值极为接近，进一步预言光是一种电磁波动，诞生了光的电磁理论。言光是一种电磁波动，诞生了光的电磁理论。 赫兹（赫兹（H. R. Hertz）通过一系列实验于）通过一系列实验于1888年证实了电

7、磁波的存在。年证实了电磁波的存在。麦克斯韦（麦克斯韦（J. C. MaxwellJ. C. Maxwell）的贡献：）的贡献：电磁波的实验证实：电磁波的实验证实：第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 10电磁波谱电磁波谱 可见光的波长范围： 400 nm 760 nm 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 11为寻找为寻找“以太以太”介质，迈克耳孙（介质，迈克耳孙（A. A. Michelson）和莫雷（）和莫雷（E. W. Moley）于）于1887年设计出一台精密的干涉仪，试图以此观察年设计出一台精密的干涉仪，试图以此观察地球相对地球相对“以太以太”的运动。的运动。结论：通过任

8、何实验都不可能观察到地结论：通过任何实验都不可能观察到地球相对于以太运动的任何效应。球相对于以太运动的任何效应。麦克斯韦电磁理论的缺陷：假定光波是通过麦克斯韦电磁理论的缺陷：假定光波是通过“以太以太”传播的。传播的。1905年，爱因斯坦（年，爱因斯坦（A. Einstein）发表）发表了著名的狭义相对论，彻底否定了了著名的狭义相对论，彻底否定了“以太以太”的存在；同时还假设，光在真空中始终是的存在；同时还假设，光在真空中始终是以恒定的速度传播，与光源或观察者的运以恒定的速度传播，与光源或观察者的运动状态无关。动状态无关。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 12电磁波动说的困境电磁波动说

9、的困境对于黑体辐射和光电效应实验，无论采用何对于黑体辐射和光电效应实验，无论采用何种假设，只要是以电磁理论为前提，所得结论都种假设，只要是以电磁理论为前提，所得结论都与实验结果相矛盾。与实验结果相矛盾。(5(5）光的量子说（）光的量子说（2020世纪初世纪初-）v 普朗克（普朗克（M. Planck）的黑体辐射公式）的黑体辐射公式v 爱因斯坦的光电效应方程爱因斯坦的光电效应方程v “光子（光子（photon）”概念的提出概念的提出第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 13 1924年法国人德布罗意（年法国人德布罗意（De.Broglie)大大胆地提了胆地提了“物质波物质波”的概念，尔后薛

10、定谔、的概念，尔后薛定谔、海森伯等人创建了量子力学，又将二者统海森伯等人创建了量子力学，又将二者统一起来。一起来。 光是一个复杂性的客体，它的本性只能光是一个复杂性的客体，它的本性只能通过它所表现的性质来确定，它的某些方面通过它所表现的性质来确定，它的某些方面象波而另一方面象微粒象波而另一方面象微粒（波粒二象性）（波粒二象性）。但。但它既不是波，也不是微粒，也不是二者的混它既不是波，也不是微粒，也不是二者的混合体。合体。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 1420 世纪世纪50年代激光的出现年代激光的出现以望远镜、显微镜、光谱仪、干涉仪、照相机等为代表的以望远镜、显微镜、光谱仪、干涉仪

11、、照相机等为代表的各种光学仪器及其在精密测量、光谱分析以及成像等方面的各种光学仪器及其在精密测量、光谱分析以及成像等方面的应用应用传统光学的研究对象：传统光学的研究对象：激光技术，信息光学，非线性光学，导波光学激光技术，信息光学，非线性光学，导波光学现代光学现代光学第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 15经典光学现代光学过渡（光的吸收、 散射、色散）光的量子性（黑体辐射、光电 效应、康普顿效应）现代光学基础（激光、非线性光 学、全息、傅里叶光学）波动光学（干涉、衍射、偏振）几何光学（原理、仪器）分类：分类：第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 16 16-1-1 光是一种电磁波光

12、是一种电磁波 广义：广义： 电磁波电磁波狭义：狭义： 可见光，电磁波中的狭窄波段可见光，电磁波中的狭窄波段光光 可见光的范围可见光的范围1414:400 760 nm:7.5 10 4.3 10 Hz 16-1 16-1 相干光的获得相干光的获得 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 17平面电磁波方程平面电磁波方程)urt(cosEE 0)urt(cosHH 0交变电磁场在空间传播交变电磁场在空间传播HES001 c 真空中真空中 的光速的光速 光矢量光矢量 矢量矢量能引起人眼视觉和底片能引起人眼视觉和底片感光，叫做光矢量感光，叫做光矢量.E第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学

13、光源的分类光源的分类1) 辐射性质：辐射性质：普通光源、激光光源普通光源、激光光源2) 能量补给：能量补给：热光源、冷光源热光源、冷光源太阳，白炽灯水银灯, LED,霓虹灯光源：发光的物体光源：发光的物体第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 1916-1-2 16-1-2 光的相干性光的相干性 肥皂泡或光碟表面上的肥皂泡或光碟表面上的彩色花纹，都是光的波彩色花纹，都是光的波动特性所引发的一种现动特性所引发的一种现象。象。波动光学：波动光学：以光的波动特性为基础，研究光的传播以光的波动特性为基础，研究光的传播及其规律的学科。及其规律的学科。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 回顾机

14、械波的相干性回顾机械波的相干性 强度分布：强度分布：2221 212AAAA A cos 12122rr 相干条件相干条件振动方向相同振动方向相同频率相同频率相同相位差恒定相位差恒定相长相长相消相消2, 1, 0 k k2 )12( k普通光源很难实现相干条件普通光源很难实现相干条件光和机械波相干性的比较光和机械波相干性的比较第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 机械波源与光波波源特征不同机械波源与光波波源特征不同容易满足相干条件容易满足相干条件难以满足相干条件难以满足相干条件 普通光源发光普通光源发光特特点点： 原子发光是断续原子发光是断续的，每次发光形成一的，每次发光形成一长度有限的

15、波列长度有限的波列, 各各原子各次发光相互独原子各次发光相互独立，各波列互不相干立，各波列互不相干.普通光源的发光机制普通光源的发光机制hE 原子能级及发光跃迁原子能级及发光跃迁基态基态激发态激发态nE跃迁跃迁自发辐射自发辐射第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 普通光源：普通光源： 自发辐射自发辐射频率频率相位相位偏振态偏振态传播方向传播方向完完全全相相同同激光：激光： 受激辐射受激辐射频率频率振动方向振动方向初相初相不同不同间歇性间歇性随机性随机性发展状况：第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 23 16-1-3 相干光的产生相干光的产生 1. 分波阵面法：分波阵面法：将点光源

16、的波前分割为两部分，使之分别通过两个光具组，经衍射、反射或折射后交迭起来，在一定区域内产生干涉场。杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉 2. 分振幅法：分振幅法：当一束光投射到两种透明媒质的分界面上时，光能一部分反射，一部分透射。薄膜干涉薄膜干涉 3. 分振动面法：分振动面法：利用晶体的双折射效应，使不同振动方向的光相干。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 24波阵面分割法波阵面分割法*光源光源1s2s第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 25杨杨(T.Young)在在1801年年首先首先观察光的干涉观察光的干涉现象，并首次测量了现象，并首次测量了光波的波长。光波的波长。第第16章章 波动光

17、学波动光学物理学物理学 26xxr1r2dO杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 27 设两列光波的波动方设两列光波的波动方程分别为：程分别为：)2cos()2cos(222111rtAyrtAy第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 28干涉极小干涉极大时1222212121212krrkrr因为因为21干涉极小干涉极大2) 12(1212krrkrr结论：结论：光干涉问题的关键在于计算波程差。光干涉问题的关键在于计算波程差。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 291. 所经路程之差为所经路程之差为波长的整数倍波长的整数倍，则在则在P点两光振

18、动同相位，振幅点两光振动同相位，振幅最大，干涉加强；最大，干涉加强；从从 S1和和 S2发出两条光线在屏上某一点发出两条光线在屏上某一点 P 叠加叠加2. 两列光波所经路程之差为两列光波所经路程之差为半波半波长的奇数倍长的奇数倍，则在，则在P点两光振动反点两光振动反相位，振幅最小，干涉削弱。相位，振幅最小，干涉削弱。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 30ooB实实 验验 装装 置置1s2sspDd Dxdrsin12drrr波程差波程差x1r2rDdDxtgsin第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 31实实 验验 装装 置置ooB1s2ssrx1r2rDdpkDxdr干涉加强

19、干涉加强, 2 , 1 , 0k2)12(k 干涉干涉减弱减弱第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 322) 12(kdD暗纹暗纹dDkx 明纹明纹,2, 1 ,0kpooB1s2ssrx1r2rDd第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 33干涉条纹在屏幕上的分布：干涉条纹在屏幕上的分布：, 2 , 1 , 0kdDkx明纹：屏幕中央（屏幕中央（k = 0）为中央明纹）为中央明纹), 2 , 1(212kdDkx暗纹：其中其中 k 称为条纹的称为条纹的级数级数 0 1 2 3 4 5-5-4-3-2-1相邻两明纹或暗纹的间距： dDxxxkk1第第16章章 波动光学波动光学物理学物

20、理学 34( (1) ) 一定时，若一定时，若 变化变化, , 则则 将怎样变化？将怎样变化？d D、x第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 35S*白光照射双缝白光照射双缝:零级明纹：零级明纹：白色白色其余明纹：其余明纹：彩色光谱彩色光谱高级次重叠。高级次重叠。第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 36( (2) ) 一定时一定时, ,条纹间距条纹间距 与与 的关系如的关系如 何？何？xdD 、第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 37例例1.1. 杨氏双缝的间距为杨氏双缝的间距为0.2 mm，距离屏幕为，距离屏幕为1m。1. 若第一到第四明纹距离为若第一到第四明纹距离为7

21、.5mm，求入射光波长。，求入射光波长。2. 若入射光的波长为若入射光的波长为600 nm，求相邻两明纹的间距。，求相邻两明纹的间距。, 2 , 1 , 0kkdDx14144, 1kkdDxxxnm500m10514105 . 71102 . 0733144, 1kkxDdmm3m103102 . 01061337dDx解解第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 38例例2. 无线电发射台的工作频率为无线电发射台的工作频率为1500kHz，两根相，两根相同的垂直偶极天线相距同的垂直偶极天线相距400m，并以相同的相位作电，并以相同的相位作电振动。试问：在距离远大于振动。试问：在距离远大于

22、400m的地方，什么方向的地方，什么方向可以接受到比较强的无线电信号？可以接受到比较强的无线电信号？ m4001S2S3030解解m200s101.5sm1031618c2400200sinkkdk90,30,0取 k = 0，1，2 得得第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 39思考思考 若在杨氏干涉装置的一缝后放入一介若在杨氏干涉装置的一缝后放入一介质片质片,干涉条纹将会有何变化干涉条纹将会有何变化 oPoo2s实实 验验 装装 置置1ss第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 4016-2 光程 薄膜干涉媒质折射率与光的几何路程之积媒质折射率与光的几何路程之积 =nr 物理意义

23、物理意义：光程就是光在媒光程就是光在媒质中通过的几何路程按相位差相质中通过的几何路程按相位差相等折合到真空中的路程等折合到真空中的路程.nrr2 21 1 nrnr 光程差：光程差：2 相位差相位差第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 41光干涉的一般条件：光干涉的一般条件： 干涉干涉加强加强,2, 1 ,0,kk,2,1 ,02,kk 干涉干涉减弱减弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 42 若在杨氏干涉装置的一缝后放入一介若在杨氏干涉装置的一缝后放入一介质片质片,干涉条纹将会有何变化干涉条纹将会有何变化

24、oPoo2s实实 验验 装装 置置1ss第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 43 例例 用薄云母片（用薄云母片（n = 1.58）覆盖在杨氏双缝的）覆盖在杨氏双缝的其中一条缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第其中一条缝上，这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。如果入射光波长为七级明纹处。如果入射光波长为550 nm，问云母，问云母片的厚度为多少？片的厚度为多少？解：解：P 点为七级明纹位置点为七级明纹位置712 rr插入云母后，插入云母后，P点为零级明纹点为零级明纹012nddrr17ndm106 . 6158. 1105500717610ndP01r2rd1s2s第第16章章 波

25、动光学波动光学物理学物理学 44FABo 透镜不引起附加的光程差透镜不引起附加的光程差FAB焦平面焦平面第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 45P1n1n2n1M2MeLADCD12sinsinnni12nn iDC34E5A1B216-2-2 16-2-2 薄膜干涉薄膜干涉第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 46ADnBCABn1232)(coseBCABiesintan22P1n1n2n1M2MeLiDC34E5A1B212nn iACADsin第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 472cos22sin1cos222232enne2sin222122rinne 反反

26、射光的光程差射光的光程差rk加加 强强), 2, 1(k2) 12(k减减 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MeLiDC34E5A1B212nn 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 48inne22122tsin2 透透射光的光程差射光的光程差注意：注意：透射光和反透射光和反射光干涉具有互补射光干涉具有互补 性性 ，符合能量守恒，符合能量守恒定律定律.根据具体根据具体情况而定情况而定2/sin222122rinneP1n1n2n1M2MeLiDC34E5A1B212nn 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 49 当光线垂直入射时当光线垂直入射时 0i222en反2

27、2en反1n1n2n1n3n2n12nn 当当 时时123nnn思考：当思考：当 时时第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 50 实例和应用实例和应用1、油膜和肥皂膜等、油膜和肥皂膜等思考：思考：竖直放置的肥皂膜，竖直放置的肥皂膜，由于重力作用在即将破裂时由于重力作用在即将破裂时呈什么颜色？呈什么颜色？第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 51 例例 平面单色光垂直照射在厚度均匀的油膜上，平面单色光垂直照射在厚度均匀的油膜上，油膜覆盖在玻璃板上。所用光源波长可以连续变化，油膜覆盖在玻璃板上。所用光源波长可以连续变化，观察到观察到500 nm与与700 nm 两波长的光在反射中消失。

28、油两波长的光在反射中消失。油膜的折射率为膜的折射率为1.30，玻璃折射率为，玻璃折射率为1.50，求油膜的厚度。，求油膜的厚度。解：解：2) 12(211ken2 1) 1(2221ken2) 12(2) 12(21kk3kmm41073. 6e n1n2第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 52解解 (1)ken1r2, 2 , 1,21kkennm11042, 11enknm552, 21enknm36832, 31enk 例例 一油轮漏出的油一油轮漏出的油(折射率折射率 =1.20)污染了某污染了某海域海域, 在海水在海水( =1.30)表面形成一层薄薄的油污表面形成一层薄薄的油污

29、. (1) 如果太阳正位于海域上空如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾一直升飞机的驾驶员从机上向下观察驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为他所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油层呈什么颜色则他将观察到油层呈什么颜色? (2) 如果一潜水员潜入该区域水下如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油又将看到油层呈什么颜色层呈什么颜色?1n2n绿色绿色第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 53nm22082/112, 11enk ( (2) )透射光的光程差透射光的光程差2/21tennm4 .3152/142, 41enknm7362/122, 21enk红光红光nm6 .4412/

30、132, 31enk紫光紫光紫红色紫红色第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 542、增透膜和增反膜、增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率 .2min4nddnm6 .990k取取氟化镁为增透膜氟化镁为增透膜例例 为了增加透射率为了增加透射率 , 求求 氟化镁膜的最小厚度氟化镁膜的最小厚度.已知已知 空气空气00. 11nnm550,氟化镁氟化镁 ,38. 12n减弱减弱2) 12(22rken解解 （增强增强）222ten则则23玻璃玻璃23nn e1n2n第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 55镜头颜色为什么发紫镜头颜色为什么

31、发紫? ?第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 56讨论：同一入射角同一入射角i 对应同一干涉条纹对应同一干涉条纹不同入射角不同入射角 对应不同条纹对应不同条纹干涉条纹为一组同心圆环干涉条纹为一组同心圆环等倾干涉等倾干涉薄膜同一厚度处对应同一干涉条纹薄膜同一厚度处对应同一干涉条纹薄膜不同厚度处对应不同干涉条纹薄膜不同厚度处对应不同干涉条纹条纹形状与薄膜等厚线相同条纹形状与薄膜等厚线相同等厚干涉等厚干涉(1) 薄膜厚度均匀薄膜厚度均匀(e一定一定)， 随入射角随入射角 i 变化变化(2) 入射角入射角i一定一定(平行光入射平行光入射)， 随随薄膜厚度薄膜厚度e变化变化根据具体根据具体情况而

32、定情况而定2/sin222122rinne第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 5716-2-4 等厚干涉 一一 劈形膜干涉劈形膜干涉 SMDTL1n1n1nn, 2 , 1,kk明纹明纹, 1 , 0,2) 12(kk暗纹暗纹ne22ne第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 58Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1enk2)21(nk2（明纹）（明纹）（暗纹）（暗纹）ll2/n讨论讨论 1）劈尖）劈尖20e为暗纹为暗纹.E第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 59LnlLlEn223）条纹间距（明纹或暗纹）条纹间距（明纹或暗纹）nl2221niinee2）相邻明纹（暗纹）间的

33、厚度差）相邻明纹（暗纹）间的厚度差Leln2Ln1nE劈尖干涉劈尖干涉nn 12/nll第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 60 4 ）干涉条纹的移动）干涉条纹的移动第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 61Lnl 例例 有一玻璃劈尖有一玻璃劈尖 , 放在空气中放在空气中 , 劈尖夹角劈尖夹角rad1085 , 用波长用波长 的单色光垂直的单色光垂直入射时入射时 , 测得干涉条纹的宽度测得干涉条纹的宽度 , 求求 这玻这玻璃的璃的 折射率折射率.nm589mm4 . 2l解解nlln2253. 1m104 . 21082m1089. 5357nln2第第16章章 波动光学波动光学

34、物理学物理学 621）干涉膨胀仪）干涉膨胀仪0ee2Ne 第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 63 2）检验光学元件表面的平整度）检验光学元件表面的平整度2lle 6231el l第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 64由一块平板玻璃和一平凸透镜组成由一块平板玻璃和一平凸透镜组成e22 e光程差光程差第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 65 牛顿环干涉图样牛顿环干涉图样显微镜显微镜SLRreM 半透半透半反镜半反镜T第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 66白光入射的牛顿环照片白光入射的牛顿环照片第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 R), 2 , 1(kk

35、明纹明纹), 1 , 0()21(kk暗纹暗纹re22 e光程差光程差第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 R22222)(eeReRRr02eeRReRr)2(2reRkr)21( kRr 暗环半径暗环半径明环半径明环半径第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 ( (1) )从反射光中观测，中心点是暗点还从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？还是亮点？ ( (2) )属于等厚干涉，条纹间距不等，为属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？什么？), 2 , 1 , 0(k暗环半径暗环半径明环半径明环半径), 3 , 2 , 1(kRkr)21( kRr 讨讨论论第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 ( (4) )应用例子应用例子:可以用来测量光波波长，可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等用于检测透镜质量，曲率半径等. ( (3) )将牛顿环置于将牛顿环置于 的液体中，条的液体中，条纹如何变？纹如何变？1n第第16章章 波动光学波动光学物理学物理学 71SL1n2nh 例例2 如图所示为测量油膜折