wy_h光的干涉习题课

1、1,SUMMARY,相干光源,光程,定义： L=nr,光程差对应的相差：,半波损失：从光疏到光密，垂直入射或掠射，反射光附加光程/2 .,透镜不产生附加光程差,2,杨氏双缝实验,光程差：,条纹特点：,条纹间距相等：,(明纹),(暗纹),对称分布,3,薄膜干涉,增透膜与高反膜(n1n2n3情形),反射光,增透：,高反：,4,劈尖(nnn情形),反射光：,条纹特点：,每一条纹上各点对应的劈尖厚度相等。,尖顶处为暗纹。,条纹间距相等：,5,牛顿环(nnn情形),反射光：,每一条纹上各点对应的空隙厚度相等。,条纹特点：,中心处为暗纹。,条纹间距不等, 从内到外, 由疏变密。,6,迈克尔孙干涉仪,M2移

2、动或光路中插入介质光程差改变条纹移动 =m,7,EXERCISES,如图，双缝装置放在空气中，光波长为，已知P点处为第三级明纹，则S1和S2到P点的光程差为 ；若将装置放在某种透明液体中，此时P点为第四级明纹，则该液体的折射率n= 。,解：, L1=3,8, L2=4, n= 4 /L1,思考,在液体中, 条纹间距是原来的多少倍?,= nL1,= 4 / 3=4/3,9,2.在杨氏双缝的其中一缝前面，放一折射率为 n、厚度为t的透明介质片，试讨论屏上的干涉条 纹如何变化.,解：,介质片的插入，使由S1发出的光线增加了光程（n-1)t，,因而使到达P点的两条相干光的光程差减小，,则P点处的干涉级

3、次降低，即屏幕上的条纹整体向上平移，,移动的级数为：,10,3.如图，单色光波长为，将一折射率为n、劈角为的透明劈尖插入光线2中，则当劈尖缓慢上移时(只遮住S2)，屏上干涉条纹,(A)间隔变大，向下移动。,(B)间隔变小，向上移动。,(C)间隔不变，向下移动。,(D)间隔不变，向上移动。,11,解：, (C),插入劈尖后，光程差为,L=dsin+(n-1)e,保持L不变，若 e，则 ，条纹向下移动。,又，e一定，L的改变由dsin决定 与没有劈尖时一样 条纹间距不变,思考,若插入介质薄片，结果?,12,4.如图，两块平板玻璃一端接触，另一端用纸片隔开，形成一空气劈尖。用单色光垂直照射，观察透射

4、光的干涉条纹。设A点处空气薄膜厚度为e，求发生干涉的两束透射光的光程差。在劈尖顶点处，透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹？,解：,两束透射光中，一束在劈尖上下表面都经历了反射，有两次半波损失，另一束未经历反射。光程差：L=2e,13,思考,反射光的干涉, 结果?,在顶点处，e=0， L=0 明纹,14,解：,5.两块平玻璃构成空气劈尖，用单色平行光垂直入射。若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹,(A)向棱边方向平移，条纹间隔变小。,(B)向棱边方向平移，条纹间隔变大。,(C)向棱边方向平移，条纹间隔不变。,(D)向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变。,(E)向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。,

5、15,又，劈尖角不变 条纹间距不变, (C),思考,玻板向上平移距离与条纹移动数目间的关系?,上板上移一定气隙厚度的位置向左移动条纹向棱边方向平移；,16,6.如图，两个平行滚柱夹在两块平晶之间形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚条纹。若滚柱之间距离变小，则在此范围内，干涉条纹的 (A)数目减少，间距变大。 (B)数目不变，间距变小。 (C)数目增加，间距变小。 (D)数目减少，间距不变。,17,解：,滚柱移动 两柱所在处的气隙厚度之差未变 条纹数目不变，间距变小, (B),思考,滚柱间距的变化与条纹间距的变化，有何定量关系?,若滚柱间距变大，结果?,18,7.用波长为的平行单色光垂直照

6、射如图所示的装置，观察空气薄膜上下表面反射光形成的等厚干涉条纹，试在图下方的方框内画出相应的暗纹，表示出它们的形状、条数和疏密。,19,解：,下板的上表面为球面条纹为环状,光程差 L=2e+/2 边缘处为暗纹,该气隙可看成由一系列空气劈尖组成 由内向外，顶角逐渐增大 条纹由疏变密。,气隙厚度每改变/2，就出现一条暗纹 e= /2, , 3/2 处也为暗纹,共有4条暗纹,图：,思考,若下板的上表面为圆柱面, 结果?,20,8.在双缝干涉实验中，波长550 n m的单色平行光垂直入射到缝间距d=210-4m的双缝上,屏到双缝的距离D=2m，求：(1)中央明纹的两侧的两条第10级明纹中心的距离；(2)用一厚度e=6.6 10-5m、折射率n=1.58的云母片覆盖一缝后，零级明纹将移到原来的第几级明纹处？,21,9.用波长为的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈尖,已知劈尖角为,如果劈尖角变为 ,从劈棱数起的第四条明纹的