第二十二章光的干涉

第二十二章光的干涉光矢量:光强Ｉ0.400.450.500.550.600.650.700.75紫蓝青绿黄橙红二、光就是电磁波1、人眼对于颜色得感觉就是由光得频率决定得2、引起眼睛视觉效应和光化学效应得就是光波得电场3、人眼及物理仪器检测光得强度就是由波得能流密度决定得第22章光得干涉(InterferenceofLightWave)本章介绍思路:§22、1杨氏双缝干涉§22、2相干光§22、5光程§22、6薄膜干涉(一)——等厚干涉§22、7薄膜干涉(二)——等倾干涉§22、8迈克尔逊干涉仪一、基本原理二、典型现象三、重要应用 ·三、光波得叠加P12r1r2··讨论1、非相干叠加2、相干叠加(1)频率相同(2)相位差恒定(3)光矢量振动方向平行(1)相长干涉(明)(2)相消干涉(暗)如果如果3干涉现象得光强分布图象如相位差:22、5光程介质中相差:光程就是一个折合量,在相位改变相同得条件下,把光在介质中传播得路程折合为光在真空中传播得相应路程改变相同相位得条件下1、定义光程:2、物理意义:真空中相差:光程差:由光程差计算相位差光程……

多种介质3、光程得计算大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静加强减弱(k=012……)加强和减弱得条件:相位:加强减弱(k=012……)光程差:(1)频率相同(2)相位差恒定(3)光矢量振动方向平行(1)热辐射(2)电致发光(3)光致发光(4)化学发光自发辐射(5)同步辐射光源(6)激光光源受激辐射22、2相干光一、光源1普通光源得发光机制原子能级及发光跃迁基态激发态跃迁自发辐射波列波列长

L=

c普通光源得发光特点:(1)一个原子每一次发光只能发出一个波列,(2)原子得发光就是断续得,(3)各原子得各次发光就是完全相互独立得。非相干(不同原子发得光)非相干(同一原子先后发得光)二从普通光源获得相干光方法:分波阵面法分振幅法相干条件:(1)频率相同(2)相位差恒定(3)光矢量振动方向平行相干光源:同一原子得同一次发光2、相干光源非相干(不同原子发的光)非相干(同一原子先后发的光)分波阵面法*光源分振幅法22、1杨氏双缝干涉托马斯•

杨一、杨氏实验1、实验装置及实验现象p2、定量分析Ik012-1-24I0x0x1x2x-2x-1光强分布

一定时，若变化，则将怎样变化？

用折射率n=1、58得很薄得云母片覆盖在双缝实验中得一条缝上,这时屏上得第七级亮条纹移到原来得零级亮条纹得位置上。如果入射光波长为550nm解

设云母片厚度为d。无云母片时,零级亮纹在屏上P点,则到达P点得两束光得光程差为零。加上云母片后,到达P点得两光束得光程差为当P点为第七级明纹位置时例求此云母片得厚度就是多少？P二、菲涅尔双镜PL三、劳埃镜接触处,

屏上O点出现暗条纹半波损失相当于入射波与反射波之间附加了一个半波长得波程差•1s反相相干光源有半波损失无半波损失入射波反射波透射波透射波没有半波损失•物象之间等光程原理光程1光程2光程3光程1=光程2=光程3分振幅法22、6薄膜干涉(一)等厚干涉二从普通光源获得相干光方法:分波阵面法分振幅法相干光源:同一原子得同一次发光2、相干光源分波阵面法*光源分振幅法一、劈尖干涉亮纹暗纹讨论:1)e相同得条纹在同一级上,称为等厚干涉2)

e=0得棱边处,就是暗纹,这就是半波损失一例证。4)任意相邻明(暗)纹间距为L光程差:3)相邻明（暗）纹薄膜厚度差劈尖干涉入射光:单色平行光垂直入射e

n介质

●A反射光1反射光2空气一、劈尖干涉

每一条纹对应劈尖内得一个厚度,当此厚度位置改变时,对应得条纹随之移动、干涉条纹得移动例1、把金属丝夹在两块平玻璃之间,形成劈尖,如图所示,如用单色光垂直照射,就得到等厚干涉条纹。若单色光得波长

=589、3nm,金属丝与劈尖顶点间得距离D=28、880mm,30条明纹间得距离4、295mm,求金属丝得直径d？Dθd解:L

e明纹暗纹

劈尖膜应用之一:测量金属细丝得直径劈尖膜应用之二:检测工件表面得平整程度L明纹暗纹

A●●BC●工件表面就是上凸得。La工件表面就是凹下去得。则:纹路深为:设:a就是条纹弯曲深度,L就是条纹间隔,精度可达0、1μm左右。而:h为纹路深度ekek+1L

ehaLah纹路深度得测量*

干涉图样:内疏外密中心为暗点得圆环。*

明纹、暗纹条件:亮纹暗纹

牛顿环光路简图平凸透镜平晶分束镜M.So显微镜21erO●●●Rer*

明(暗)环得半径:明环半径暗环半径反射光透射光中心为亮点得圆环。二、牛顿环二、牛顿环1、实验装置2、实验现象21erO●●●Rer3、定量分析4、牛顿环应用测量未知单色平行光得波长检测光学镜头表面曲率就是否合格不合格！33、7薄膜干涉(二)等倾干涉n2>n1两相干光得光程差亮纹暗纹n1n2n1F●eγB2C1P●DiA●γ41点光源照射时得干涉条纹分析n1n2

n1

eS●iiLfF●ii●P●P’

rk环1)干涉条纹就是圆环:越靠近中心,环纹级次越高,中心处级次最高2)中心处:3）膜厚每增大，中心冒出一个亮斑4)相邻圆环角间距:内疏外密e大纹密n大纹密e

n介质

●A反射光1反射光2空气21erO●22、7薄膜干涉(Ⅱ)——等倾干涉一、实验装置二、定量分析DnF●eγB2C1P●iA●γn

eS●iiLfF●ii●P●P’Rk环1)干涉条纹就是圆环:越靠近中心,环纹级次越高,中心处级次最高2)中心处:3）膜厚每增大，中心冒出一个亮斑4)相邻圆环角间距:内疏外密e大纹密n大纹密~！~扩展光源1)增透膜对某一特定波长

,反射干涉相消,透过相长。2)高反膜

对某一特定波长使反射率大大加强,透射率相应减少。三、应用——增透膜、增反膜3)干涉滤光层

多层膜可使从白光中获得特定波长范围得光。

例3:为了利用光得干涉作用减少玻璃表面对入射光得反射,以增大透射光得强度,常在仪器镜头(折射率为1、50)表面涂敷一层透明介质膜

(多用MgF2,折射率为1、38),称为增透膜。若使镜头对人眼和照相机底片最敏感得黄绿光(

=550nm)反射最小,试求介质膜得最小厚度。

解:因上、下表面反射光都有半波损失由干涉相消条件得所以按题意求氟化镁薄膜厚度得最小值,故应取k=0