大学物理复习光学6.ppt

1、劈尖干涉的应用,测表面不平度,平整,例：用波长500nm的单色光，垂直照射到空气劈尖上。距棱边L=1.56cm的A处是从棱边算起的第四条暗纹中心， 求：空气劈尖的顶角。 若改用600nm的单色光垂直照射，从棱边到A处共有几条明纹？几条暗纹？,解:,A处是第三级明纹,从棱边到A处共有3条明纹，3条暗纹,17.4.2 牛顿环,1) 干涉图样：内疏外密，中心为暗点的圆环。,2）明纹、暗纹条件：,3）明（暗）环的半径：,明环半径,暗环半径,4)越接近环中心,等倾干涉,环中心条纹级次高,6)凸透镜略微上移，,等倾干涉,膜厚度变大，条纹外冒,8)透射光条纹,7)白光入射，,与等倾干涉相反,膜厚度变大，条纹

2、内陷,同一级条纹，越大，,半径越大由紫到红的彩色条纹,与反射光条纹互补,，条纹级次越低,5)暗环半径与 k 的平方根成正比,条纹外密内疏,等倾干涉条纹也是外密内疏,4）应用例子:可以用来测量光波波长， 用于检测透镜质量，曲率半径等.,1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光 中观测，中心点是暗点还是亮点？,2）属于等厚干涉，条纹间距不等， 为什么？,3）将牛顿环置于 的液体中，条 纹如何变？,明环半径,暗环半径,解 ： 空气中暗环半径:,介质中暗环半径：,由（1）（2）式可得,例. 当牛顿环装置中的透镜与玻璃片间充以某种液体时，观 测到第十级暗环的直径由 1.40cm 变成 1.27

3、cm ， 试求该液体的折射率。,17.5 迈克尔逊干涉仪,阿尔伯特亚伯拉罕迈克尔逊（Albert Abrahan Michelson）,1852 年12月19日出生于普鲁士斯特雷诺（现属波兰）,1931年5月9日在帕萨迪纳逝世。迈克尔逊主要从事光学和光谱学方面的研究，他以毕生精力从事光速的精密测量，在他的有生之年，一直是光速测定的国际中心人物。他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪（ 迈克尔逊干涉仪），在研究光谱线方面起着重要的作用。因发明精密光学仪器和借助这些仪器在光谱学和度量学的研究工作中所做出的贡献，被授予了1907年度诺贝尔物理学奖。,反射镜,反射镜,光程差,平面镜 M

4、1 平移的距离为,反射镜,反射镜,单色光源,等 厚 干 涉 条 纹,等 倾 干 涉 条 纹,例:在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插l=10.0cm长的玻璃管，其中一个抽成真空，另一个则储有压强为1.013105Pa 的空气, 用以测量空气的折射率. 设所用光波波长为546nm，实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气，直至压强达到1.013105Pa为止.在此过程中，观察到107.2条干涉条纹的移动，试求空气的折射率.,解,波在其传播路径上遇到障碍物，能绕过障碍物边缘，进入几何阴影区的现象衍射。,(1)直线传播,(2)发生衍射,光的衍射,一、衍射,衍射现象分类,1.菲涅耳衍射,光源和观察屏(或二者之一

5、)离衍射屏(障碍物)的距离有限 近场衍射,2.夫琅和费衍射,光源和观察屏都离衍射屏无限远 远场衍射,衍射产生条件：障碍物线度与波长大小可比拟,三、衍射的分类,波前(波阵面)上每个面元都可以看成是发出球面子波的波源；各子波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。,一、惠更斯菲涅耳原理,菲涅耳由于在物理光学研究中的重大成就，被誉为“物理光学的缔造者”。,菲涅耳（Augustin-Jean Fresnel 1788-1827）,他的实验具有很强的直观性、明锐性，很多现仍通行的实验和光学元件都冠有菲涅耳的姓氏，如：双面镜干涉、波带片、菲涅耳透镜、圆孔衍射等。另一成就是偏振。他与D.F.J.阿拉果一起研究了偏振光的干涉，确定了光