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文档简介
1、光程与光程差 光程与光程差一、光程单色光()在真空中的波长:在介质(折射率为 n)中的波长:光程( nx ): 将光在介质中通过的路程折算到同一时间内在真空中所通过的相应路程。例 在杨氏实验装置中,采用加有蓝绿色滤光片的白色光源,波长范围 =100 nm,平均波长为490 nm。试估算从第几级开始,条纹条纹将变得无法分辨?解:设该蓝绿光的波长范围为1 2,则有相应于1 和2,杨氏干涉条纹中k 级明纹的位置分别为k 级条纹所占的宽度为当此宽度大于或等于相应于平均波长的条纹间距时,干涉条纹变得模糊不清,即从第五级开始,干涉条纹变得无法分辨。 洛埃德镜实验S1:实光源,S2:虚光源MN:平面反射镜阴
2、影部分出现干涉接触点: 暗条纹反射光存在半波损失。半波损失:光从光疏介质到光密介质的分界面上反射时,在垂直入射(i =0)或掠入射(i =90)的情况下,反射光的相位与入射光的相位有 的突变。 其他双缝型干涉装置1. 菲涅耳双面镜SS1S2M1M2S:实光源,S1、S2:虚光源M1、M2:平面反射镜两虚光源为相干光源,阴影部分出现干涉2.菲涅耳双棱镜S1SS2例 一射电望远镜的天线设在湖岸上,距湖面高度为h,对岸地平线上方有一恒星正在升起,恒星发出波长为l的电磁波。求:当天线测得第1级干涉极大时恒星所在的角位置。解:hCAB由几何关系,并考虑到在水面反射时存在着半波损失取 k = 1,光源的相
3、干长度 根据普通光源发光的特点,在干涉装置中分出来的两束光会聚时,波程差不能大于原子光波列的长度相干长度。激光光源,相干长度约为几十到几百米, 故其相干性极好。相干长度:则无干涉 媒质中abndn媒质 n媒质中波长光程 : (光波在某一媒质中所经历的路程d与这媒质 的折射率n的乘积 ) 真空中波长将光在介质中通过的路程按照相位变化相同折合到真空中的路程n1n2nmd1d2dm光程差 : 光程:PA. 如果同频率两束光,在不同媒质中经过相等的光程。几何路程等否?不等经过时间等否?相位变化等否?等等B. 透镜的等光程性(透镜不产生附加光程差)讨论:问:亮点亮点说明:从与光线垂直的面到焦点,各光线等光程。例 如图所示, S1和 S2为两个同向的相干点光源,从S1和 S2到观察点P的距离相等,即: S1P = S2P,相干光束1和2分别穿过折射率为n1和 n2,厚度皆为 t 的透明薄片,它们的光程差等于多少?p 例: 如图双缝,已知入射光波长为 , 将折射率为 n 的劈尖缓慢插入光线 2 中 , 在劈尖移动过程中 , 问 1)干涉条纹间距是否变化? 2)条纹如何移动?SS 解:1)条纹间距不变. 点为零级明纹位置零级明纹位置下移无劈尖时有劈尖时例 用薄云母片(n=1.58)覆盖在杨氏双缝的一条缝上,这时屏上的零级明纹移到原来的第七级明纹处。如
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