光干涉优秀课件

加强条件()=2k

减弱条件()=(2k+1)驻波：波节：波腹：振幅最大处（2A）振幅＝0复习：波动光学第三章光的干涉第四章光的衍射第五章光的偏振牛顿的微粒说：人类对光的认识过程光的直线传播→微粒→以力学定律运动，解释了反射、折射解释牛顿环：“发生了容易的反射和折射”惠更斯创立波动说：惠更斯原理波动说由托马斯·杨、菲涅耳的实验验证19世纪，法拉第、麦克斯韦、赫兹→光是电磁波，媒质是以太1900年，普朗克提出量子论→光子，解释了热辐射、光电效应、光压现象——微粒性光的干涉、衍射、偏振证实光是波——波动性两种理论无法解释对方的现象→无法统一第三章光的干涉§1光的相干性一.光源光源的最基本发光单元是分子、原子=(E2-E1)/hE1E2能级跃迁辐射波列波列长L=c1.普通光源：独立(不同原子发的光)··独立(同一原子先后发的光)自发辐射2.激光光源：受激辐射=(E2-E1)/hE1E2完全一样(频率,位相,振动方向,

传播方向)二.相干光的获得干涉条件：同频、同方向、恒定相差··自身相干pS

*分波面法分振幅法·p薄膜S*相干长度§2杨氏双缝干涉

一.双缝干涉p·r1r2xx0xIxxDdo单色光入射d>>λ，D>>d(d10-4m,Dm)波程差：相位差：明纹条件：

暗纹条件：二.光强分布若I1=I2

=I0

,光强曲线I02-24-4k012-1-24I0x0x1x2x

-2x-1相长干涉（明）相消干涉（暗）三.条纹衬比度（对比度，反衬度）Io2-24-44I1衬比度差(V<1)衬比度好(V=1)IImaxImino2-24-4描述条纹的明显程度四.劳埃德镜，半波损失劳埃德镜LloydMirror

当屏幕P移至P’处，从S1和S2到L点的距离差为零，应为零级明纹，但是实际观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在。§3光程一.光程、光程差

真空中

媒质中光程:

ndr1r2S1S2Pr1r2S1S2n1n2光程差:…………n1n2nmd1d2dm光程差：

δ

=L2-L1光程：L

=

(nidi

)由明纹：暗纹：二.使用透镜不会产生附加光程差物点到像点各光线之间的光程差为零最好的透镜中心偏差为3.5/10000～1/10000mmSacb··S物点到象点（亮点）各Facb·ABCFacb·ABCF在干涉和衍射装置中经常要用到透镜，光线经过透镜后并不附加光程差。焦点F、F都是亮点，说明各光线在此同相叠加。而A、B、C或a、b、c都在同相面上。光线之间的光程差为零。BF，CF各光线等光程。说明AF，[例1]·S1S2r1r2p如图若将杨氏双缝装置置于折射率为n的液体中，求：P点光程差.光程差：n[例2]·S1S2r1r2dnp求：P点光程差、位相差？光程差：位相差：例3.习题指导

杨氏双缝实验中，设两缝之间的距离0.2mm。在距离双缝1m远的屏上观察干涉条纹，若入射光是波长为400nm到760nm的白光，试求屏上离零级明纹20mm处哪些波长的光最大限度的加强。例5.习题指导在双缝干涉实验中，用波长500nm的单色光垂直入射到双缝上，屏与双缝的距离D=200cm，测得中央明纹两侧的两条第十级明纹中心之间的距离为△x=2.2cm，求两缝之间的距离d。§1光的相干性§2杨氏双缝干涉

§3光程

条纹特点光程差:dlpj2=D明纹：暗纹：小结§4薄膜干涉（一）——等倾条纹一.点光源照明时的干涉条纹分析光束1、2的光程差：得L

fPoB

en1n1n2>n1irA

CD··21Siii·

··二.面光源照明时，干涉条纹的分析ifoennn>n面光源···只要入射角i相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加）灿烂阳光下五彩缤纷的油膜透射光条纹?与反射光相反（互补）三.应用：光学镜头的增透膜、反射膜例3.7在玻璃基片上均匀镀一层折射率为1.38的透明介质膜。单色光垂直入射。欲使膜上下表面反射光干涉相消，介质膜至少应多厚？光学镜头的增透膜一般对应550nm的黄绿光，并使用多层膜反射。玻璃红光或蓝光可能会损失一部分

反射红、蓝光望远镜有红膜、蓝膜镜头之分工件缺陷有多深？例1：两个直径有微小差别的彼此平行滚柱之间的距离为L，夹在两块平晶之间，形成空气劈尖，单色光入射时，产生等厚条纹，如果减小L，则在L范围内干涉条纹的A.数目减少，间距变大B.数目不变，间距变小C.数目增加，间距变小D.数目减少，间距不变Lλ劈尖的应用:测波长：已知θ、n，测l可得λ测折射率：已知θ、λ，测l可得n测细小直径、厚度、微小变化测表面不平度等厚条纹待测工件平晶干涉膨胀仪二.牛顿环

.S分束镜M显微镜oerR·平晶平凸透镜暗环o

牛顿环装置简图平凸透镜平晶光程差：明环：暗环：条纹特点：r=0暗环，r越大条纹越密，透射条纹与反射条纹互补kr1234牛顿环的应用：测透镜球面的半径R：已知,测

m、rk+m、rk，可得R

。测波长λ：

已知R，测出m

、

rk+m、rk，

可得λ。

检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹对暗环例2.用波长为λ1的单色光照射牛顿环装置，测得中央暗斑外第1和第4暗环半径之差为l1，而用未知单色光照射时，测得第1和第4暗环半径之差为l2，求未知单色光的波长λ2

习题指导书19题

暗环：例3：一牛顿环干涉装置各部分折射率如图所示，大致画出反射光的干涉条纹分布。1.501.621.501.75中心条纹：左边是明纹、右边是暗纹§6迈克耳逊干涉仪一.仪器结构、光路二.工作原理光束2′和1′发生干涉若M1、M2平行

等倾条纹若M1、M2有小夹角

等厚条纹十字叉丝等厚条纹若M1平移d时，干涉条移过N条，则有：三.应用：微小位移测量测折射率M12211