哈里德课件 (21)

第21章 光的干涉,本章目录,21-1 杨氏双缝干涉 21-2 相干光 洛埃镜 21-3 光程和光程差 21-4 薄膜干涉 21-5 迈克逊干涉仪,计划学时：,21-1 杨氏双缝干涉,一、杨氏双缝实验,o,S1,S2,P,y,双缝,单缝,屏,干涉条纹,光强分布,单色光源,二、干涉条纹的定位,讨论,明纹中心,暗纹中心,明暗纹位置,明暗纹位置,条纹宽度,三、干涉的光强分布,为两分振动的相位差，由波程差决定：,干涉项,干涉项,当： ，,21-2 相干光 洛埃镜,一、相干光,相干条件：频率相同、振动方向一致、有恒定 的相位差；,光程差不太大；(光的空间相干性),·,·,独立(同一原子先后发的光),独立(不同原子发的光),不同原子先后发出的光波波列不具有相干性！,从普通光源获得相干光的方法之一：分波振面法,如果前后两个时刻传来的波列属于同一波列，则它们是相干的波；如果光程差太大，相遇的是来自于不同的波列，则不能产生干涉现象。,能观察到干涉现象的的最大光程差叫做相干长度，相干长度就等于波列的长度。光源的单色性越好，相干长度越长。,二、洛埃镜实验,S1和S1构成一对相关光源,把屏放到与镜面接触时，在L处出现暗条纹 光在镜子表面反射时有相位突变。相当于反射光与入射光间附加了半个波长的光程差，称为半波损失,21-3 光程和光程差,1、光程和光程差概念的引入,如何简化？,思路：,设法将光在介质中传播的距离折合成光在真空中的距离，,介质中 x 距离内波数：,真空中同样波数占据的距离,2、光程和光程差的定义,光程差：等效真空程之差,一、平行平面薄膜上的干涉,21-4 薄膜干涉,1.明暗纹条件,单色光以入射角 i 从折射率为 n1媒质 进入折射率为n2 的媒质,L,考虑半波损失：,光程差不附加,光程差附加,折射光半波损失的分析与反射光情况正好相反!,二、劈尖形薄膜上的干涉,垂直入射、且非常小，光束1、2实际上重合，它们的光程差近似为：,条纹特点：,楞边处 L = 0,相邻明（暗）纹对应薄膜厚度差：,条纹宽度（两相邻暗纹间距）,条纹宽度：两相邻暗纹间距或两相邻明纹中心间距,讨论：,1、哪 些因素可以影响条纹的变化？,2、劈尖上表面平行上移，条纹如何变化？,3、轻压劈尖，条纹如何变化？,4、劈尖下表面有一凹槽，干涉条纹形状如何？,21-5 迈克逊干涉仪,1、迈克逊干涉仪实验装置,当 M2 M1 时， M2 / M1 ,所观察到的是等倾干涉条纹，即相同倾角下光程差相同。,M2 、M1之间距离变大时，圆形干涉条纹向外扩张, 干涉条纹变密。,M2 与M1不垂直时 时，形成劈尖，干涉条纹为等厚干涉条纹。,等 厚 干 涉 条 纹,等 倾 干 涉 条 纹,1887年，迈克尔孙和莫雷一起完成了一项著名的实验，用来检验以太假说。为相对论的创立奠定基础。,