实现干涉的方法

1、 实现干涉的方法实现干涉的方法将一个光源的一束光波将一个光源的一束光波分割分割成两束或多束，成两束或多束，再使其相互交会，在交会区域可能产生干涉条纹再使其相互交会，在交会区域可能产生干涉条纹. .波前分割法振幅分割法光波的分割方法：光波的分割方法：分波前干涉振幅分割获相干光1.4 分波面双光束干涉分波面双光束干涉(Wavefront splitting) 一、光源和机械波源的区别独立振源的振动在观察时间内持续，其位相关系保持不变，在观察时间内容易观察到干涉现象。机械波微波 普通光源发光机制：相互独立（同一原子先后发的光）相互独立（不同原子发的光）波列波列是间断的，持续时间为：st1010响应时

2、间常数： 探测器的输出信号由零上升到幅值的 63%所需的时间。人眼：s1 . 0感光胶片：ms1t 普通光源的振动在观察时间内间断，其位相关系变化，在观察时间内观察不到干涉现象。激光光源：大大提高了光源的相干性快速光电接受器：大大缩短了响应时间常数较容易观察到光的干涉现象dyr00P二、相干光的获得 用特殊的方法（反射或折射）获得从同一批原子发出但经过不同光程的两列波。相干光的获得分波面分振幅三、几种典型的分波面干涉实验1、扬氏实验 杨氏实验是分波面干涉最著名的例子，分析杨氏实验，可了解分波面干涉的一些共同特点。 实验装置单色光入射r1 r2 yr d ，r0 d （d 10 -4m， r0

3、m） Young干涉中的波前分割干涉中的波前分割S SS S1 1S S2 2杨氏双缝干涉实验 杨氏双缝干涉 杨 Young 干涉装置示意图干涉装置示意图杨氏双缝干涉实验扬氏双缝干涉光强分布的计算机模拟实验光程差：sin12drrr相位差：2 明暗条纹满足的条件明纹), 2 , 1 , 0(sinjjd 暗纹暗纹 )2 , 1 , 0(2) 1 2(sinjjd程差条件0sinrydtgdd代入位置条件)2 , 1 , 0(0jdrjy明纹)0,1,2(j2) 1 2( 0drjy暗纹 条纹间距dryyykk01r1 r2 ydyr00Pr y0yI y 一系列平行的明暗相间的条纹； 中间级次

4、低，两边级次高； 条纹特点： 不太大时条纹等间距； 白光入射时，0级明纹中心为白色（可用 来定0级位置），其余级明纹构成彩带，第2级开始 出现重叠（为什么？）， y（某条纹级次 = 该条纹相应的 之值）12rr 明纹 k （ k =1，2）（整数级）暗纹 (2k+1)/2 （ k =1，2）（半整数级）白光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片y0y1y21y2y 光强分布 cos22121IIIII若 I1 = I2 = I0 ，2cos420 II则)2sin(d光强曲线k012-1-2I02-24-44I0sin0 /d- /d-2 /d2 /d设狭缝：振幅为 ，光强为2s2I

5、2A：振幅为 ，光强为 1s1I1A迭加后 cos2212221AAAAA 由于光程差 取了近似 ，才有光强分布公式sin12drr2cos420 II22222220222cos4DydxDydxxdIIzyxod1S2S2r1rDyxp, 如右图， 和 为点光源时与其 距离为 的平面上的光强分布为1s2sDDxdII20cos4取 Drr221问题 两个光强是否一样？请自己推导。典型扬氏干涉实验参数取值范围cm5105 . 5cmd2 . 0cmD500 . 10I14. 32, 2:2, 2:yx（步长 ，单位： ）1 . 0cm从参数取值范围可见，近似是完全合理的杨氏干涉实验光强分布的

6、计算机模拟三维空间立体图Iyx 讨论 干涉问题分析的要点:1、搞清发生干涉的光束； 2、计算波程差（光程差）； 4、求出光强公式、画出光强曲线。3、搞清条纹特点： 形状、 位置、 级次分布、条纹移动等；2、菲涅耳双面镜 实验装置 虚光源 和 发出的光为相干光，在相遇区域（阴影部分）发生干涉。 1s2sS1S2SdL2M1MCPldoy 明暗条纹满足的条件由几何关系知， 、 、 在以 为圆心，半径为 的圆上1s2ssrcsin2rd dr02211,MssMss21sss(圆周角)221scs(圆心角)S1S2SdL2M1MCPldoy)2 , 1 , 0(jddjy明纹)0,1,2(j2) 1

7、 2( ddjy暗纹位置条件参照杨氏干涉的位置条件，得条纹间距ddyyyjj1 明暗条纹满足的条件sin2ylrdsin2rlry激光作光源， 发平行光srlr条纹形状、间距、级次和杨氏干涉条纹一样。 条纹分布区域在光线相遇的阴影区内。 条纹特点：例：氦氖激光发橘红光A6328351）（条 mmy/21094. 410001094. 4113my94. 4sin23、洛埃镜 实验装置M1SPPL0royd2S最小最小最大 条纹特点 在光线相遇的阴影区内，干涉花样为与狭缝光源平行、等间距、明暗相间条纹。 把屏幕 移到和镜面相接触的位置 ， 和 到接触点 的路程相等，似乎接触点应出现亮纹，实验事实

8、是接触点是暗纹。PP1s2sL实验表明直接射到屏上的光镜面反射到屏上的光位相相反 直接射到屏上的光位相不变 反射光的位相改变了 -半波损失 光从光疏介质射向（掠射：入射角接近 ）光密介质时，反射光的位相较之入射光的位相跃变了 。光从光密介质射向光疏介质时,反射光不产生半波损失。90在相干光迭加的区域内： 取整数，取值范围由光线的迭加区域决定 。 j 明暗条纹满足的条件位置条件明暗条纹位置互换条纹分布区域在光线相遇的阴影区内与杨氏实验比较drjy0暗纹暗纹明纹明纹drjy2) 1 2( 04、维纳驻波实验复习 机械波驻波特性：入射波与反射波发生干涉。腹点：任何时间内振幅最大处。节点：任何时间内振

9、幅最小处。相邻两节点（腹点）的距离为2 实验装置MMGGMM：高反射率度银平板，GG ：涂感光乳胶的透明玻璃用波长为 的单色光垂直入射。原理：单色光垂直入射到 上，反射光与入射光发生 干涉，形成驻波。感光乳胶片 与 成 角度， 目的在于测得不同级的驻波。MMMMGG 问题 若平行放置感光乳胶片记录相等的强度，为什么？答案 同一高度上的入射波和反射波位相差相等，光强相等。平行于 的平面表示驻波的腹点。MM已知: 、 ，计算相邻暗条纹间距 ： absinacab 2acsin2ab腹点的平面与乳胶面 相交的地方显影后变黑，如条纹 和 ，节点地方不变黑。干涉花样为与 和 的交线平行的条纹。GG baMMGG 波节注意 和 的交线处乳胶面 没有感光。MM GG 讨论 和 的交线处为波节，入射光和反射光位 相相反，反射光有半波损失。MM GG 光从光疏介质垂直射向光密介质时反射光产生半波损失。 无论掠射或正射，光从光疏介质射向光密介质时，反射光产生半波损失，折射光不产生产生半波损失.例 1-1：d2s1s1r2rp0p0rt 未贴薄片： 为零光程差处2s0p 贴薄片： 为零光程差处 2sp零光程差处移动cmppy10两列光通