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光的干涉课件

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1、,第十三章波动光学,光学发展史,几何光学：17-18世纪，牛顿的微粒学说波动光学：19世纪，惠更斯的波动学说（干涉、衍射、偏振）量子光学：20世纪初，光的波粒二象性现代光学：20世纪60年代，信息光学,第一节、光的干涉 (interference of wave),一、光的相干性,1、产生光干涉现象的条件是什么？,2、为什么两盏日光灯不能得到干涉条纹呢？,3、如何获得相干光？,频率相同，振动方向相同，相位差恒定。,2）、干涉判据：,1）、相干条件：,频率、振动方向、振动位相都是随机的，难以满足相干光的条件。,分割振幅法,托马斯杨,二、杨氏双缝干涉实验（Young double slit experiment ）,p,实验装置,波程差(propagation difference),减弱,暗纹,明暗纹的位置,一系列平行的明暗相间的条纹；,(2)条纹等间距,2、条纹特点：,杨氏双缝实验第一次测定了波长这个重要的物理量,（1）若改变入射光波的波长，干涉条纹间距如何变化？,（2）若改变S1、S2两条缝的缝间间距，干涉条纹间距如何变化？,（3）例题：测波长、求条纹间距,白光照射

2、时，出现什么样的条纹？,n水 n空气,实验装置放入水中后条纹间距变小。,例1 将双缝干涉装置由空气中放入水中时，屏上的干涉条纹有何变化？,例2 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m。(1) 从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离7.5mm，求单色光的波长； (2) 若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。,解（1）,（2）,例2 以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m。(1) 从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离7.5mm，求单色光的波长； (2) 若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。,例13-1 如图，以折射率为n厚度为d的玻璃遮住其中一缝，原来的中央明纹将变成第几级明纹？,解：,1、实验：光在不同媒质中传播，相同时间内走过的路程不同 (如:在真空中的路程S=ct，在折射率为n的媒质中的路程为L=vt， Ls.) ,但相位的改变相同，故从相位的角度来看L和S是等效的，有： S=nL,三、光程(optical path)和光程差,2、光程(optical path) ：折射率n与L的乘积称为光程。注意：

3、引入光程的作用是：把光在媒质中的路程等效成真空中的路程，光程常用表示，=nL,三、光程(optical path)和光程差,3、注意：,光在真空中的光程就是其所走过的路程n =1，= n L= L ，路程是光程的一种特例。,光在不同折射率n1、n2、的媒质中走过的路程若为L1、L2、，则：,总光程为：,4、光程差：两束光传播到P点的光程之差,光程差,相位差,例13-1 如图，以折射率为n厚度为d的玻璃遮住其中一缝，原来的中央明纹将变成第几级明纹？,解：,原中央明纹变为第五级明纹,四、劳埃德镜(Lloyd mirror)实验,反射光发生了位相为的突变，相当于光波多走了（或少走了）半个波长的距离，此现象称为半波损失（half-wavelength loss）。,思考：光屏移到紧贴住反射镜的端面处，为什么会出现暗纹？,半波损失（half-wavelength loss）产生的条件是：光从光疏到光密介质表面反射。,半波损失完整表述：光从光疏到光密介质表面反射时会发生相位为的突变，相当于光波多走（或少走）了半个波长的距离，此现象称为半波损失。,五、薄膜干涉（分振幅干涉）,光照射到透明薄膜上，在膜的前后表面都会反射，反射光1和2相遇后会叠加，产生干涉，这种现象称为薄膜干涉。,当光线垂直入射时,当光线垂直入射时,减弱,增透膜,利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率增反膜利用薄膜干涉可以降低光学器件的透光率,取,例题13-2 照相机的透镜上常镀一层透明膜，目的是减少表面光的反射，使更多的光进入透镜，常用的镀膜物质是MgF2(氟化镁），其n=1.38，为使=550nm的光有最小的反射，膜的最小厚度应为多少？,等厚干涉条纹,劈尖,怎么出现明暗相间的条纹？,等倾干涉条纹,第一节小结,用分波振面法获取相干光源,光的相干性：相干光、相干光源,光程和光程差：,杨氏双缝实验：,洛埃镜实验半波损失,条纹间隔,

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