引言和光的干涉.ppt

1、作业：1.2，1.3，1.4，1.5，1.1.5相干和非相干叠加：(1)两个波的扰动方向相同，或在同一方向有平行分量。如果正交，它必须是非相干叠加。p，1。相干叠加的三个条件：光强，简谐波：(2)相同的频率是相干的另一个条件。如果两个波的频率不同，它们一定是不相干的叠加。叠加原理：光强是否为零决定了它是否是相干叠加，0、(3)稳定的相位差可以获得稳定的干涉图样，这是干涉的第三个条件。P，1.2.1，相位差和光程差，P:假设1，2两束光由两个光源发出：频率相同，振动方向平行，相位差恒定，它们在P点引起部分振动，1.2，光程和单色波的叠加图形，旋转矢量图，合成后，在空间形成强弱相位的稳定分布相干叠

2、加，即由如图所示，C点的干涉结果是什么？C点的干涉结果取决于C点两个相干光之间的相位差，通过引入光路可以很容易地计算出相干光的相位差，因此方程可以用真空中的波长来简化。在实践中，通常给出真空中光的波长和光程差。1)光路折射率与几何路径的乘积等价于真空路径，并分析了相位差与光路差的关系。光发射的初始相位、1、2、S2、S1、相位差：干涉条纹的稳定性取决于此、3)产生明暗条纹的条件由相位差和光程差来判断，相位差=(2/)光程差，形成1.2.2干涉条纹：1.3.1光源和机械波光源的区别在于光源是一种可以发射光波的物体。光源最基本的发光单位是分子、原子等。=(E2-E1)/h，能级跃迁辐射，波列长度L

3、=c，原因：光发射是随机和间歇的。两列光波之间的相位差不可能是常数。两束光是不相干的！1800年，杨氏提出了几个反对粒子理论的论点，首次提出了干涉一词，并分析了由水波和声波叠加引起的干涉现象。1801年，杨首次论证了双狭缝光的干涉现象(见杨氏实验)，提出了波长的概念，并成功地测量了光波的波长。他还用干涉原理解释了白光照射下薄膜的颜色。基于干涉原理的干涉测量法为人们提供了一种精确测量和检查的手段(见干涉仪)。如何用普通光源获得相干光？用普通光源获得相干光的方法的基本原理是将光源上同一点发出的光分成两部分，然后叠加。由于这两部分光实际上来自同一发光原子的相同发光，它们满足相干条件并成为相干光。分离

4、后的不同路径导致光波的不同相位，干涉根据它们的不同而增强或减弱。光学系统0、光学系统1、光学系统2、P、S与初始相位无关，对时间稳定。从普通光源获得相干光的方法有两种：波前法，如杨氏双孔干涉，振幅法，如薄膜干涉，来自同一波1.3.2获得稳定干涉图样的条件，典型实验，1。杨氏双缝干涉，1。1801年，英国医生和物理学家杨氏首次成功地进行了光的干涉实验，这是从单个光源产生相干光的最早方法，即3360波前法。杨从小就有天赋。14岁时，他熟悉拉丁语、希腊语、法语、意大利语、阿拉伯语和其他语言。起初，他学习医学，后来他热爱物理，尤其是光学和声学。他一生在物理、化学、生物学、医学、天文学、哲学、语言、考古

5、学和其他领域做了大量的工作，但他是科学史上最著名的物理学家。杨行医时就开始研究感官知觉。1793年，他写了第一篇关于视觉的论文，发现了眼睛中晶状体的聚焦效应，并于1801年发现了眼睛散光的原因，从而进入了光学研究领域。他怀疑光的粒子理论的正确性，进行了著名的杨氏双孔双缝干涉实验，首次引入干涉的概念来论证光的波动理论，并用波动理论解释了牛顿环和薄膜颜色的成因。他是第一个测量七种颜色光的波长的人。1817年，在学习了菲涅尔和阿拉戈的偏振光干涉实验后，他提出光是横波。杨研究了人眼对颜色的感知，提出了三原色理论。他首先使用了移动物体的“能量”这个词，而不是“活力”，描述材料弹性的杨氏模量也以他的姓氏命

6、名。他还对考古学做出了贡献，破译了古埃及石碑上的文字。英国物理学家、考古学家和医生。光波理论的创始人之一。1773年6月13日出生于米尔顿，曾就读于伦敦大学、爱丁堡大学和哥廷根大学，伦敦皇家学会会员，巴黎科学院院士。他于1829年5月10日在伦敦去世。在波阵面干涉的杨氏干涉实验中，第二个和双狭缝的干涉区域中的光强分布，因此有，例如，人眼对钠光最敏感(=589.3 nm)并且能分辨x=0.065 mm如果屏幕和双狭缝之间的距离是D=800 mm，那么杨氏双缝干涉的光强分布，对于双狭缝，因为，在屏幕上，4。菲涅耳双镜，Loe镜(1834)，半波损耗，n (r2-r1) d (n n)，光程n r1

7、，n (r2-d) nd，光程差=n (r2-d) nd-n r1，相位差，思考问题1，计算右图所示两条光程的光程差和相位差。在杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为。如果将一层厚度为d、折射率为n的透明膜放在S2狭缝上，原始的中心平面图案会如何移动？如果观察到中心条纹移动到原来的K级条纹，求薄膜的厚度d，解：从S1和S2到屏幕上的点P的光程差：中心条纹对应=0，其r2-r1=(1-n)d0。可以看出，影片在S2放映后，中心边缘应该下移。当胶片未放置时，K级清晰颗粒的位置符合：胶片放置后，该装置也可用于测量透明膜的折射率，r1-r2=k，课堂思考：(1)将整个装置浸入水中。在杨氏双缝干涉中，如果有以下变化，干涉条纹将如何变化？这时，条纹变得密集。(2)盖住S2间隙，并将平面镜放在两个间隙的垂直面上。此时，两个光束之间的干涉如图所示。由于S1光被平面镜反射，具有半波损耗，干涉条纹仅在0点以上，明暗条纹位置与原