第十三章 波动光学课件

第十三章光的干涉第十三章波动光学第十三章光的干涉光学发展史几何光学：17-18世纪，牛顿的微粒学说波动光学：19世纪，惠更斯的波动学说

（干涉、衍射、偏振）量子光学：20世纪初，光的波粒二象性现代光学：20世纪60年代，信息光学第十三章光的干涉第十三章光的干涉第一节、光的干涉

(interferenceofwave)一、光的相干性1、产生光干涉现象的条件是什么？2、为什么两盏日光灯不能得到干涉条纹呢？3、如何获得相干光？第十三章光的干涉

频率相同，振动方向相同，相位差恒定。2）、干涉判据：1）、相干条件：第十三章光的干涉

=(E2-E1)/h1)光子频率波列长L=

c

：10-8s2)光波列第十三章光的干涉频率、振动方向、振动位相都是随机的，难以满足相干光的条件。第十三章光的干涉分割振幅法第十三章光的干涉托马斯•杨二、杨氏双缝干涉实验（Youngdoubleslitexperiment

）第十三章光的干涉p实验装置波程差(propagationdifference)第十三章光的干涉

减弱加强暗纹p明暗纹的位置明纹

1.第十三章光的干涉一系列平行的明暗相间的条纹；(2)条纹等间距2、条纹特点：杨氏双缝实验第一次测定了波长这个重要的物理量Δx第十三章光的干涉（1）若改变入射光波的波长，干涉条纹间距如何变化？思考条纹间距（2）若改变S1、S2两条缝的缝间间距，干涉条纹间距如何变化？（3）例题：测波长、求条纹间距第十三章光的干涉

一定时，若变化，则将怎样变化？1）第十三章光的干涉白光照射时，出现什么样的条纹？第十三章光的干涉n水>n空气实验装置放入水中后条纹间距变小。例1

将双缝干涉装置由空气中放入水中时，屏上的干涉条纹有何变化？第十三章光的干涉2）

条纹间距与的关系如何？

一定时，第十三章光的干涉例2

以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m。(1)从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离7.5mm，求单色光的波长；(2)若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。解（1）第十三章光的干涉（2）例2

以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1m。(1)从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离7.5mm，求单色光的波长；(2)若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离。第十三章光的干涉S1S2r1r2o例13-1如图，以折射率为n厚度为d的玻璃遮住其中一缝，原来的中央明纹将变成第几级明纹？解：dn第十三章光的干涉1、实验：光在不同媒质中传播，相同时间内走过的路程不同(如:在真空中的路程S=ct，在折射率为n的媒质中的路程为L=v·t，L＜s.),但相位的改变相同，故从相位的角度来看L和S是等效的，有：

S=n·L三、光程(opticalpath)和光程差第十三章光的干涉2、光程(opticalpath)

：折射率n与L的乘积称为光程。注意：引入光程的作用是：把光在媒质中的路程等效成真空中的路程，光程常用δ表示，δ=n·L三、光程(opticalpath)和光程差第十三章光的干涉3、注意：①光在真空中的光程就是其所走过的路程∵n=1，∴δ=n·

L=L，路程是光程的一种特例。②光在不同折射率n1、n2、……的媒质中走过的路程若为L1、L2、……，则：anL1L2b总光程为：第十三章光的干涉4、光程差：两束光传播到P点的光程之差

光程差

相位差*P*第十三章光的干涉例13-1如图，以折射率为n厚度为d的玻璃遮住其中一缝，原来的中央明纹将变成第几级明纹？解：原中央明纹变为第五级明纹S1S2r1r2odn第十三章光的干涉四、劳埃德镜(Lloydmirror)实验反射光发生了位相为π的突变，相当于光波多走了（或少走了）半个波长的距离，此现象称为半波损失（half-wavelengthloss）。思考：光屏移到紧贴住反射镜的端面处，为什么会出现暗纹？第十三章光的干涉半波损失（half-wavelengthloss）产生的条件是：光从光疏到光密介质表面反射。半波损失完整表述：光从光疏到光密介质表面反射时会发生相位为π的突变，相当于光波多走（或少走）了半个波长的距离，此现象称为半波损失。第十三章光的干涉五、薄膜干涉（分振幅干涉）

光照射到透明薄膜上，在膜的前后表面都会反射，反射光1和2相遇后会叠加，产生干涉，这种现象称为薄膜干涉。第十三章光的干涉

当光线垂直入射时

①②231231第十三章光的干涉

当光线垂直入射时

④③231231第十三章光的干涉加强减弱根据具体情况而定231第十三章光的干涉

增透膜利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率增反膜利用薄膜干涉可以降低光学器件的透光率第十三章光的干涉取减弱解

例题13-2照相机的透镜上常镀一层透明膜，目的是减少表面光的反射，使更多的光进入透镜，常用的镀膜物质是MgF2(氟化镁），其n=1.38，为使λ=550nm的光有最小的反射，膜的最小厚度应为多少？氟化镁为增透膜23玻璃第十三章光的干涉等厚干涉条纹劈尖根据具体情况而定231