波动光学总结课件

第三章光的干涉小结一.产生干涉的条件干涉条件（必要条件）：补充条件：叠加光波的光程差不超过波列的长度二.分波面干涉(杨氏干涉实验)1、P点的干涉条纹强度强弱强弱三.干涉条纹的可见度1、振幅比对条纹可见度的影响2、光源宽度的影响和空间相干性1、光源宽度对条纹可见度的影响3、光源非单色性对条纹可见度的影响相干长度—光源的临界宽度3.楔形平板干涉两条纹间厚度的变化增反膜: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。

通常是在光学玻璃表面镀上一层折射率n2>n3的介质薄膜五.典型的双光束干涉系统及其应用hrR平晶平凸透镜暗环明环暗环h«R任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件1.牛顿环2.迈克尔逊干涉仪五.典型的双光束干涉系统及其应用ⅡⅠALPSD1EC[解]：设暗环半径为r由erR·平晶平凸透镜

oe0接上题讨论。若已知透镜的曲率半径R,e0和求：反射光形成的牛顿环的暗环半径。K为整数，且要求:例题2光线以

=300入射到折射率n2=1.25的空气中的薄膜上。当波长1=6400Å时，反射最大；而当波长2=4000Å时，反射最小。求薄膜的最小厚度。

解：由于是空气中的薄膜，一定有半波损失，故由上面两式得:

(2m1-1)1=2m22用1时，用2时，=6983Å

即

4(2m1-1)=5m2

于是得要膜厚最小，取m1=3，m2=4由

例题4把厚度为e、折射率为n=1.40的透明薄膜插入迈克耳逊干涉仪的一臂(一条光路)中，(1)求光线1、2光程差和位相差的改变量；(2)若插入薄膜的过程中，观察到7条条纹移过，所用波长=5890Å，求薄膜的厚度e=?解(1)=2(n-1)e;(2)=51538Å

应由:=2(n-1)e=7,得：21sG1G2M1M2en例5:一平板玻璃(n3=1.50)上有一层透明油膜(n2=1.25)，要使波长=6000Å的光垂直入射无反射，薄膜的最小膜厚e=?

解:凡是求解薄膜问题应先求出两反射光线的光程差。对垂直入射，1=0，于是无反射意味着反射光出现暗纹，所以n2=1.25(薄膜的折射率);取e最小，m=0(m=0,1,2,……)=1200Å=1.2×10-7（m）n3=1.50en2=1.25n11、菲涅耳（Fresnel）衍射（近场衍射）2、夫琅禾费（Fraunhofer）衍射（远场衍射）r0

和

R中至少有一个是有限值r0

和

R皆为无限大（也可用透镜实现）*SPr0RB光源障碍物观察屏▲衍射分类第四章光的衍射小结2.圆孔的菲涅耳衍射代入得到第k个波带的半径：

解出被圆孔限制的波面所能分割出的波带总数k

：

如果用平行光照明圆孔，讨论：▲对P点若S恰好分成K

个半波带时：K

为奇数最大K

为偶数最小▲对P点若S中还含有不完整的半波带时：光强介于最大和最小之间实验证实：确定观察点P，改变

R，P点的光强发生变化确定圆孔半径R

，P点在对称轴上移动，光强发生变化3夫琅和费单缝衍射单缝衍射明纹估算式sinbql2+-2k+1()()213k,...,,k为明纹级数单缝衍射暗纹公式sinbql2+-2k+-kl()213k,...,,k为暗纹级数暗中央明纹1-+1332-2+2-1-+12+-+无论明纹或暗纹,其角分布均取决于比值lb瑞利判据刚可分辨非相干叠加不可分辨对两个象斑，怎么算可分辨，怎么算不可分辨？有没有定量的标准？1.00.8

对于两个相等光强的非相干物点,如果其一个象斑的中心恰好落在另一象斑的边缘(第一暗纹处),则此两物点被认为是刚刚可以分辨。=1ID**S1S20假设按瑞利判据的最小分辨角为爱里斑的半角宽为1它就是两个衍射斑的角距离，也就是等于爱里斑的半角宽：5平面衍射光栅

0p焦距

f缝平面

G观察屏透镜Ldsind（j=0,1,2,…）—正入射光栅方程明纹（主极大）条件：sin0I单I0单-2-112(/b)单缝衍射光强曲线sinN2s