物理学下第五版马文蔚复习PPT(精简版)光学1-干涉

1可见光的范围2.相干光满足相干条件振动方向相同频率相同有恒定的位相差2波阵面分割法*光源相干光的产生（一分为二）振幅分割法3中央明纹暗纹暗纹一级明纹一级明纹暗纹暗纹平面波球面波11-2杨氏双缝干涉劳埃德镜42.明暗条纹的位置（真空中）：光程差条件x(P

点的坐标距

O

点很近）5610

O

点处x=0（k=0）是中央明纹（零级明纹）讨论:20‘’号表示中央明纹两侧对称地出现明(暗)纹.当k=1,

k=2……时,分别称第一级明纹,第二级明纹……30

相邻两条明（暗）纹的间距

X=（Dd）条纹间距相等与级数无关，干涉图样是等间距明暗相间条纹。40

X

d

d

，，x

条纹越清晰。50

Xk

若白光入射，得彩色条纹分布。73.劳埃德镜明暗条纹的位置满足：将屏移到B处，B点应是明纹.因为这时r2=r1.然而,实验观察到B点处是一暗纹,证实了半波损失的存在.8半波损失：

进一步实验表明，光从折射率较小的介质入射到折射率较大的介质时，反射光的相位较之入射光的相位跃变了π。9

例

3.将一微波探测器放于湖边，探测器的位置在水面上方0.5m处,当一颗辐射21cm波长的射电星从地平线上缓慢升起时,探测器接收到的射电波强度将依次出现极大、极小，问当此探测器收到第一个极大时，该射电星处于水平面上方什么角度？解：10一光程真空中的波长介质的折射率介质中的波长*P*11-3

光程薄膜干涉11*P*介质中的波长故不能再用波程差计算相位差。相位差不仅与传播路程有关，还与介质的折射率有关。

物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程按波数相等折合到真空中的路程.1)光程:媒质折射率与光的几何路程之积=122）光程差

(两光程之差)光程差*P*

干涉加强相位差

干涉减弱13

有介质时明暗条纹的位置取决于光程差,例如图214AB二透镜不引起附加的光程差AB焦平面

费马原理：从垂直于平行光的任一平面算起，各平行光线到会聚点的光程相等（即透镜不附加光程差）。15PL三薄膜干涉DC34E5A1B216

反射光的光程差明条纹暗条纹PLDC34E5A1B217

透射光的光程差

注意：透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律.当n2>n1时PLDC34E5A1B2反射光加强的点，透射光正好减弱（光程差相差λ/2）18注意：10公式中各量的意义20‘max’中k0， 10公式的适用条件(反射光):n1<n>n2，n1>n<n2n1<n<n2，n1>n>n2不加

/2

!显然，薄膜表面出现明暗相间的干涉条纹讨论：公式中无“”号要加

/2!

19

当光线垂直入射时当时当时2020若光垂直入射

复色光垂直入射，在薄膜表面上：有的颜色亮，有的消失，或全亮或全暗，

单色光垂直入射，在薄膜表面上：没有干涉条纹。没有干涉条纹。有无视情况而定，勿死记！21解(1)

例1

一油轮漏出的油(折射率=1.20)污染了某海域,在海水(=1.30)表面形成一层薄薄的油污.(1)如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油层呈什么颜色?(2)如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油层呈什么颜色?绿色22(2)透射光的光程差红光紫光紫红色23例2.双缝一缝前若放一云母片，原中央明纹处被第7级明纹占据。已知：解：求：云母片厚度插入云母片条纹为何会移动？r2r1光程差改变了。0级明纹移到那里去了？向上面移动条纹级数增高一级则光程差增大几个？一个。光程差改变24

例3.如图已知d、D、，若中央‘O’点为k=2级明纹，求（1）与之差

屏上明暗条纹的位置：（2）零级明纹的位置：（3）插入薄片e条纹如何移动？若O点为k=-3

级明纹，求n25

增透膜和增反膜

增透膜层介质一般采用氟化镁MgF2，镀膜的效果可使单次反射光能量由4%降低到1%，透光率则由96%提高到99%。

如航空照相机镀膜前：镀膜后：增透膜也称抗反射膜----

---能使光学元件减少因反射而损失的光能，从而增加透射光强度的薄膜。26例4.在折射率为1.50的照相机玻璃镜头表面涂一层MgF2(n=1.38)这层膜应多厚？（黄绿光波长为5500A0）假定光垂直入射最薄的膜对应着k=0

，此时k取其它值亦可，但d不能太厚。解：使黄绿光透过，n1<n<n2

“”怎么写？27

例5.氦氖激光器谐振腔的反射镜,要求对波长

=6328A0

的单色光的反射率在99%以上，为此，反射镜采用在玻璃表面镀上的多层膜，求每层薄膜的实际厚度。（按最小厚度要求，光近似垂直入射）第二层——解：第一层——28SM劈尖角一、劈尖29明纹暗纹30劈尖干涉（明纹）（暗纹）讨论

(1)棱边处为暗纹.31(2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差劈尖干涉32

(3)条纹间距劈尖干涉条纹数目33

(4)干涉条纹的移动34

例1

波长为680nm的平行光照射到L=12

cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触，另一边被厚度D=0.048mm的纸片隔开.试问在这12cm长度内会呈现多少条暗条纹？解35共有142条暗纹.

ddkdk+1

12345

l36(2)测膜厚(1)干涉膨胀仪

劈尖干涉的应用37(3)检验光学元件表面的平整度例：劈尖底面有一凹槽，条纹形状如何？

由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹向左弯曲。38空气(4)测细丝的直径39二、牛顿环由一块平板玻璃和一平凸透镜组成光程差40

牛顿环实验装置牛顿环干涉图样显微镜SLM半透半反镜T41R明纹暗纹rd光程差42Rrd暗环半径明环半径43

(1)

中心点是暗点还是亮点？

(2)属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？暗环半径明环半径讨论愈往边缘，条纹愈密。44(6)应用例子：可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等.工件标准件(3)复色光入射，彩色圆环.(4)透射光与之互补(5)动态反应：连续增加薄膜的厚度,视场中条纹缩入,反之，冒出。45

测量透镜的曲率半径46(5)半波损失需具体问题具体分析.47一、迈克耳孙干涉仪光路及结构单色光源反射镜反射镜与成角补偿板分光板

移动导轨48移动反射镜干涉条纹移动数目二、迈克耳孙干涉仪的主要特性(1)两相干光束完全分开；

(2)两光束的光程差可调.移动距离49

例

在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入