大学物理实验7 光的干涉实验

1、云南大学软件学院 实验报告课程： 大学物理实验学期：任课教师：班级：学号： 序号： 姓名：成绩：实验7光的干涉实验相干光的干涉如果两束光的相位差恒定，则合成光强为(1.6a)其中w = (p20-00,第三项是干涉项。这就是光的相干叠加。如果(1.6a)其中w = (p20-00,第三项是干涉项。这就是光的相干叠加。如果/ = /2,则合成光强为ApI = 21 (1+ cos Ap) = 41 cos2 -1 1 2(1.6b)实验内容内容1根据公式(1.6b),讨论光的干涉相长和干涉相消问题。内容2：分析上面的matlab仿真程序，说明程序用到的变量n的作用？如果程序要求干涉条纹以红色输出

2、,如何修改程序？%两束相干光的干涉强度和干涉条纹clear%清除变量n=3; dphi=0.01; phi=(-1:dphi:1)*n*2*pi; i=4*cos(phi/2).2;figure subplot(2,1,1) plot(phi,i) grid onaxis(-n*2*pi,n*2*pi,0,4) title(光的干涉强度分布)%相差的增量%相差向量%干涉的相对强度%曲线范围%标题xlabel(相差xlabel(相差Deltaitphi) ylabel(相对强度itI/Irm_l) subplot(2,1,2)c=linspace(0,1,64); colormap(c c c)

3、;image(i*16)axis offtitle(光的干涉条纹)%y标签%画干涉条纹（乘以16放大强度,最大为64）%两束相干光的干涉强度和干涉条纹 clearn=3;dphi=0.01;%两束相干光的干涉强度和干涉条纹 clearn=3;dphi=0.01;phi=(-1:dphi:1)*n*2*pi; i=4*cos(phi/2).2;figure subplot(2,1,1) plot(phi,i) grid on axis(-n*2*pi,n*2*pi,0,4) title(光的干涉强度分布) xlabel(相差Deltaitphi) ylabel(相对强度itl/lrm_l) su

4、bplot(2,1,2) c=linspace(0,1,64); a=zeros(size(c); b=zeros(size(c); colormap(c a b) image(i*16) axis off title(光的干涉条纹)%清除变量%相差的增量%相差向量%干涉的相对强度%曲线范围%标题%x标签%y标签%画干涉条纹（乘以16放大强度,最大为64）%标题10151015内容3：执行程序，对结果进行必要的分析说明。Figure 3File Edit View Insert Tools Desktop Window HelpD S a检殴巳鋼越运 E叵E2光的干湧强度分布-505相差也0光

5、的干涉条纹中心越远。= 中心越远。= 2/2。(2.3)内容 4：选做，输出牛顿环干涉条纹。如图所示，取一块表面平整的玻璃板，将一半径很大的平凸透镜的凸面与平板玻璃接在一起，平凸 透镜的凸面与平板玻璃表面搭出一个空气薄膜。用波长为久的单色光垂直照射时，可观察到一系列明暗 相间的同心圆环，这一现象最先被牛顿观察到，史称牛顿环。牛顿环的干涉条纹的分布规律是什么？半径很大的凸透镜与平板玻璃接近平行时，空气厚度很小。当单色光垂直入射时，在凸透镜下表面 与空气的交界面同时发生反射和透射，反射光为a，透射光在平板玻璃的上表面再发生反射，反射光为b。 a 和 b 是同一束光的两部分，因而是相干光，相遇时就发

6、生干涉。a光反射时没有半波损失，b光反射时有半波损失。空气的折射率n = 1,在空气厚度为e的地方，两列光的光程差为6 = 2e + 久/2。(2.1)明环形成的条件为6 = 2e + 久/2 = K久，(k = 1,2,3,.)(2.2a)暗环形成的条件为6 = 2e + 2 = (2k + 1)2/2，(k = 0,1,2,.) (2.2b) 干涉级次k越大，对应的厚度E也越大，明环和暗环距离 相邻明环或暗环之间的厚度差为A 可知：相邻明环或暗环的厚度差相同，设凸透镜的半径为R光环的半径为R,由于(2.4)R2 = R2 - (R - e)2 - 2Re,(2.4)第第k级明环的半径为(2

7、.5a)(k = 1,2,3,.)(2.5a)第 k 级暗环的半径为r = jkRT,(k = 0,1,2,.)(2.5b)k其中 k = 0 时的暗环半径为零，表示中央是暗斑。 透射光和反射光是互补的，因此在反射光明条纹处透射光形成暗条纹，在反射光暗条纹处透射光形 成明条纹。当平行光垂直照射时，光强可表示为 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document COS2 竺=I COS2(n 2,020九将(7.4.1)式代入上式得 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document I = I cos

8、2 n(+ ),0九 2利用(7.4.4)式得r 21 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document I = I COS2n(+ )。(2.6)0R九2算法取为长度单位，取I0为光强单位，则相对光强为I1(2.6*)=cos2 n(r*2 + )。(2.6*)其中 r* = r 。 clearrl=5;r=-rl: 0. 01: rl ;k, y =meshgrid(r); R=sqrt (k. 2+y. 2); i=cos (pi* (R. 2+1/2). 2 ; i (Rrl)=narL； c=linspace (0 1, 64); figuresubplot (lj 2 1);colormap(c c*0 c*0) image(i*64)axis offt