第9章波动光学2009.11.ppt

利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相互减弱的干涉条件来减少反射，从而使透射增强。 增透膜： 称光学厚度 波长550 nm黄绿光对人眼和照像底片最敏感。要使照像机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2薄膜，已知氟化镁的折射率 n=1.38 ，玻璃的折射率n=1.55 解 两条反射光干涉减弱条件 增透膜的最小厚度 例 求 氟化镁薄膜的最小厚度 增透膜光学厚度ne 等于入射光波长的四分之一 例题 空气中有一水平肥皂膜，设折射率为n =1.33，厚度为e =3.20×10-7 m，如果用白光垂直照射，该膜的正面呈什么颜色，在背面呈什么颜色？ 解：光在肥皂膜上表面反射时有半波损失， 由反射光加强的条件得: 3 2 空气 空气 肥皂膜 n 1=1 e n=1.33 1 n 1=1 绿色 可见光范围如下：（真空，单位为nm ） 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 由反射光减弱的条件得: 紫色 3 2 空气 空气 肥皂膜 n 1=1 e n=1.33 1 4 5 n 1=1 可见光范围如下：（真空，单位为nm ） 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 单色光源 反射镜 反射镜 与 成 角 补偿板 分光板 移动导轨 §4 迈克耳孙干涉仪 反射镜 反射镜 单色光源 光程差 的像 当 不垂直于 时，可形成劈尖型等厚干涉条纹. 反射镜 反射镜 单色光源 干涉条纹移动数目 迈克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差. 移动距离 移动反射镜 干涉条纹的移动 当 与 之间距离变大时 ，圆条纹一个一个地从圆心“冒”出来, 并向外扩张, 干涉条纹变密; 距离变小时，圆形干涉条纹一个个向中心“缩”进去, 干涉条纹变稀 . 插入介质片后光程差 光程差变化 干涉条纹移动数目 介质片厚度 光程差 §5 光的衍射 1.光的衍射现象 一、光的衍射现象及分类 衍射现象是否明显取决于障碍物线度与波长的对比，波长越大，障碍物越小，衍射越明显。 说明 衍射: 光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象 圆孔衍射 单缝衍射 * * 特例 衍射现象 2. 光的衍射分类(按光源-障碍物-观察屏相对距离区分） (远场衍射) (2)夫琅禾费衍射 (近场衍射) (1)菲涅耳衍射 光源、屏与缝相距无限远 缝 缝 光源、屏与缝相距有限远 3.惠更斯 — 菲涅尔原理 ：波阵面上面元 (子波波源) 子波在 点引起的振动振幅 并与 有关 . ： 时刻波阵面 * 同一波前上的各点发出的都是相干子波。 各子波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。 原理内容： 衍射角 （衍射角 ：向上为正，向下为负 .） 菲涅尔半波带法 二、夫琅禾费单缝衍射 干涉相消（暗纹） 干涉加强（明纹） （介于明暗之间） （ 个半波带） 个半波带 个半波带 中央明纹中心 1. 衍射暗纹、明纹条件 2.单缝衍射明纹角宽度和线宽度 衍射屏 透镜 观测屏 中央明纹 角宽度 线宽度 角宽度（明纹角宽度） 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差 线宽度（明纹线宽度） 观察屏上相邻两暗纹中心的间距 第k 级明纹 角宽度 请写出线宽度 * 主讲：姜贵君 一. 光学的分类 几何光学：直线传播 物理光学：光的本质 光学 §1 光学的基本概念 波动光学 量子光学 二. 光是电磁波 1.可见光：可见光七彩颜色的波长和频率范围 430 455~400 紫 460 470~455 兰 480 492~470 青 540 577~492 绿 580 597~577 黄 610 622~597 橙 660 760~622 红 中心波长 (nm) 频率(Hz) 波长(nm) 光色 2.光速：光速为电磁波的速度 真空中 介质中 3.光的传播 光的电磁振动 r 0 B E 实验表明：能引起人眼视觉和底片感光作用的是E ，E 称为光矢量。E 的变化称为光振动。 三. 光源及相干光 1.光源：能发光的物