光的干涉法布里波罗干涉仪实用教案

1、以上所讲的各种装置都是两束光的干涉其干涉光强变化缓慢，最大、最小值的精确位置不易测定；若两束光的振幅(zhnf)(zhnf)不等，可见度下降。双缝干涉光强分布曲线双缝干涉光强分布曲线-4 -3 -2 - 0 2 3 4 问题(wnt)的提出（双光束多光束）20=4I cos2第1页/共17页第一页，共18页。1899年法国物理学家法布里和珀罗创制了以他们名字(mng zi)命名的法布里珀罗干涉仪（简F-P干涉仪）。用（相位相同的）多光束干涉，可以获得细锐明亮且暗纹较宽的明条纹。透射光强透射光强透射光强分布曲线第2页/共17页第二页，共18页。单色扩展光源一. . 结构(jigu)(jigu)和

2、原理两平板玻璃内表面(biomin)(biomin)镀高反膜, , 外表面(biomin)(biomin)略倾斜( (为什么？).).焦平面屏幕(d(d固定(gdng)(gdng)时为法布里珀罗标准具) )第3页/共17页第三页，共18页。P P点的光振动(zhndng)(zhndng)为多束光振动(zhndng)(zhndng)（1 1、2 2、33）在 P P点的叠加，用数学式表示：二. . 光强公式(gngsh)(gngsh)(证明见附录1.5-1.6)1.5-1.6)用复振幅(zhnf)(zhnf)表示1 1、E2E2光振动设 1 1 的复振幅为第4页/共17页第四页，共18页。由于相

3、邻(xin ln)(xin ln)两光束的光程差为所以相邻(xin ln)(xin ln)两光束的相位差为上式中 为空气中的波长 n n2 2是两板之间形成的膜的折射率， 为 膜内的折射角薄膜干涉(gnsh)结论第5页/共17页第五页，共18页。故1 1、E2E2各光束(gungsh)(gungsh)在 P P 点光振动的复振幅为P P 点光振动(zhndng)(zhndng)的复振幅为上式是等比数列的和，公比为第6页/共17页第六页，共18页。(1)(1)透射(tu sh)(tu sh)光光强 IT IT：和所以(suy)(suy)由斯托克斯关系式：第7页/共17页第七页，共18页。2()R

4、r第8页/共17页第八页，共18页。定义(dngy)(dngy)锐度系数：24(1)RFR则透射(tu sh)(tu sh)光强可表示为：式中第9页/共17页第九页，共18页。由于(yuy)能量守恒，所以* *（2 2） 反射光光强 I I R第10页/共17页第十页，共18页。透射光强透射光强(3)(3)透射(tu sh)(tu sh)光强分布曲线反射光强反射光强第11页/共17页第十一页，共18页。三. . 讨论(toln)(toln)相干光强(1) (1) 极大(j d)(j d)极小的位置与 有关. .N2N2和d d为常数，因此极大极小位置由折射角i2i2决定. .具有相同入射角的光

5、线，在同一干涉(gnsh)(gnsh)级次上，形成干涉(gnsh)(gnsh)圆环条纹半径规律与迈克耳干涉(gnsh)(gnsh)圆条纹同 证第12页/共17页第十二页，共18页。(2) R(2) R越大，透射光能(gungnng)(gungnng)越小, , 明条纹越细锐. .(3) (3) 反射光与透射光互补(h b)(h b)，透射光强最大处，恰为反射光强极小. .(4) (4) 透射光无零光强，可见度总是小于, ,当r r趋近 1 1 时, ,可见度趋近于 1 1透射光干涉条 纹细锐 , , 可以作分光元件(yunjin)(yunjin) 相反：反射光可见度等于 1 1 ，但 R R

6、越大明条纹越粗. .虽反射光能量很大，也不能作分光元件(yunjin)(yunjin)第13页/共17页第十三页，共18页。* *证明 F F 干涉仪明条纹(tio (tio wn)wn)半径为证明(zhngmng)(zhngmng)：设中央为明条纹中心(zhngxn)(zhngxn)，由中心(zhngxn)(zhngxn)外数第 m m 个明条纹半径为rm.rm.中心明条纹满足第m m个明条纹满足插页第14页/共17页第十四页，共18页。即很小，上式可简化为故第 m m 个条纹(tio wn)(tio wn)半径为：返回(f(fnhu)nhu)上两式相减得插页(ch(chy y) )第15页

7、/共17页第十五页，共18页。上式是分辨本领的又一公式, ,它说明, ,分辨本领与条纹的精细(jngx)(jngx)度有关, ,与干涉级次有关. . 振幅反射比越大, , 条纹越细锐, , 分辨本领越；级次 k k 越大, ,分辨本领越大. .插页(ch(chy)y)返回(f(fnhu)nhu)第16页/共17页第十六页，共18页。感谢您的观看(gunkn)！第17页/共17页第十七页，共18页。NoImage内容(nirng)总结以上所讲的各种装置都是两束光的干涉。以上所讲的各种装置都是两束光的干涉。第1页/共17页。1899年法国物理学家法布里和珀罗创制了以他们名字命名(mng mng)的法布里珀罗干涉仪（简F-