光的干涉课件

光的干涉光是电磁波。可见光波长波动光学研究光的干涉、衍射和偏振现象。因为光是横波，所以具有偏振特性。波线上沿轴在平面上振动故称偏振。矢量称光矢量1§21—1

相干光两列光波频率相同、振动方向相同、位相差恒定。1.相干光条件：机械波易做到，光波不易满足。原因：光源发光机制不同原子能级跃迁产生光波列波列长度；大致；偏振。光源中许多原子、分子能级跃迁各自独立，产生的光波在频率、振动方向、位相上各不相同，故两个独立光源产生的光不是相干光（如两盏灯）。22.获得相干光的方法原则：将同一波列的光分成两束，经不同路经后相遇，产生干涉。（1）分波振面法双棱镜干涉双面镜干涉洛埃镜干涉暗点（半波损失）

典型代表双缝干涉（注意洛埃镜条件相反）。双缝干涉pS

*3（2）分振幅法透明薄膜典型代表薄膜干涉§21—2双缝干涉屏上出现与缝平行的明暗相间条纹研究问题条纹位置分布条纹强度分布1.现象：42.明暗条纹位置分布加强（明纹、极大）减弱（暗纹、极小）点波程差：注意：k=0第0级明纹（中央明纹），k=1第一级明纹k=0第一级暗纹,k=1第二级暗纹….δo5明纹暗纹xdDδo洛埃镜条件相反相邻两明纹（或暗纹）间距讨论：与无关，平行等间距条纹.A.B.明纹暗纹C.D.63.干涉强度分布设、同位相，它们在点引起的振动方程xDδo点分振动位相差假设、很小，单个缝均匀照亮屏，即、与无关。白光照出彩条。7由两同频率同方向谐振动合成，可得点合振幅光强合成后光强度当即时（两缝一样宽）01b=b=22cosIcosI4Il2qp=j=bsindΔ双缝干涉光强分布式中（相干光合成光强一般公式）8讨论：A.

由光强分布可求出条纹位置B.明纹强度为单个缝产生的强度的四倍。C.相干光合成强度非相干光合成强度干涉项01b=b=22cosIcosI4Il2qp=j=bsindΔ双缝干涉光强分布式中9D.

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）。明纹强度也变大E.

若把S向上移，条纹如何变化？104.光源对干涉条纹的影响（1）时间相干性恰能干涉的最大光程差=相干长度=波列长度l对应相干长度光所走的时间称相干时间理论可证明光波单色性愈好，相干长度愈长，时间相干性愈好。11（2）空间相干性设光源线度b较大，各点发出的光干涉条纹错开然后强度相加，使条纹对比度降低或不清晰。光源线度愈小，干涉条纹愈清晰，空间相干性愈好。12§21—3薄膜干涉1.两个概念（1）光反射时位相的变化。疏密有半波损失无半波损失透射光无半波损失。光在媒质中走的路程折算成真空中的路程称光程。真空中媒质中光程用光程概念后，波长都用真空中波长。13（2）光程光程A.

如果同频率两束光，在不同媒质中经过相等的光程。几何路程等否？不等经过时间等否？位相变化等否？等等B.

透镜的等光程性（透镜不产生附加光程差）讨论：问：平行光（平面波）在透镜焦点会聚产生亮点，即干涉加强。亮点亮点14说明：从与光线垂直的面到焦点，各光线等光程。例1.双缝一缝前若放一云母片，原中央明纹处被第7级明纹占据。已知：解：求：云母片厚度插入云母片条纹为何会移动？r2r1光程差改变了。0级明纹移到那里去了？上面去了。条纹级数增高一级则光程差增大几个？一个。光程差改变152.干涉条件设光程差加强减弱16注意：（1）式中各量意义（2）适用条件两反射光都有或都没有半波损失。若两反射光中一条有半波损失，则干涉条件相反。两透射光干涉条件与反射光相反。加强减弱或（3）干涉加强减弱与膜厚、入射角（或）有关。17加强减弱加强减弱3.几种特殊情况（1）光垂直入射到均匀厚度的膜上加强减弱满足加强条件则反射光干涉加强一片亮。满足减弱条件则反射光干涉减弱一片暗。一片均匀亮度，无条纹。18加强减弱解：实际是求什么波长的光反射干涉加强！能否用？应用加强青色（绿与蓝之间）应用：可判断薄膜生长情况。（一条反射光有半波损失）例2.空气中有一透明薄膜白光垂直照射。求反射光呈什么颜色？19加强减弱例3.增透膜利用反射光干涉相消来减少反射，增加透射。玻璃空气氟化镁设求：增透膜厚度解：相消最小应用（1）照相机镜头、太阳能电池表面镀有增透膜。（2）也可制成增反膜（激光谐振腔反射镜）。20(2)光垂直入射到劈尖形膜上若两反射光中一条有半波损失，则很小加强（明纹）减弱（暗纹）暗纹明纹同一级条纹对应同一膜厚故称等厚条纹或等厚干涉。等厚干涉明纹暗纹21纸空气劈尖玻璃明纹暗纹两相邻明纹（或暗纹）对应的膜厚度差两相邻明纹（或暗纹）对应的条纹间距讨论：太大条纹太密看不清。A.B.，白光照出彩条。22动画动画23C.

等厚干涉的利用：（1）可测薄片厚度或细丝直径。纸玻璃（2）可检查工件表面光洁度。纸平晶工件求：解：24动画例4.牛顿环圆环形条纹，边缘密。条纹半径暗环明环空气劈尖暗明（2）反射光干涉K=0中央暗点；注意：（1）内环k低，外环k高。透射光干涉中央明点。25动画动画（3）光以各种入射角照射到均匀厚度的膜上等倾干涉一定，一条反射光有半波损失。暗明同一倾角（同一）的光线对应同一级圆环形条纹，称等倾条纹或等倾干涉。则内环级数高。（与牛顿环不同）A.B.C.条纹内缩；条纹外冒。讨论：光源S应放在侧面。26动画§21—4迈克耳逊干涉仪条纹内缩条纹外冒空气薄膜厚则

点光源形成圆环形等倾条纹。条纹移动一条，光程差改变多少？移动多少？27条纹移动一条，光程差改变一个，移动。条纹移动条，光程差改变一个，移动。（2）可测透明膜厚或折射率。解：应用：（1）可测或微小长度变化。