第十章光的干涉要点解析.ppt

二 等倾干涉 条纹特征: 条纹特征: 作业 10-10 10-12 10-16 作业 10-21 10-22 干涉条件 劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定k值的明或暗条纹。——等厚干涉 棱边处，e=0,?=?/2，出现暗条纹?有“半波损失” 实心劈尖 实心劈尖 空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差： 任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离 l 为： 在入射单色光一定时，劈尖的楔角?愈小，则l愈大，干涉条纹愈疏； ?愈大，则l愈小，干涉条纹愈密。 当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。 劈尖干涉的应用--------干涉膨胀仪 利用空气劈尖测定样品的平滑程度和热膨胀系数 样品 平板玻璃 石英圆环 空气劈尖 上平板玻璃向上平移?/2的距离，上下表面的两反射光的光程差增加?。劈尖各处的干涉条纹发生明?暗?明(或暗?明?暗)的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了N条，即表明劈尖的上表面平移了N·?/2的距离。 二、牛顿环 空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件： 略去e2 各级明、暗干涉条纹的半径： 随着牛顿环半径的增大，条纹变得越来越密。 e=0,两反射光的光程差 ?=?/2，为暗斑。 (1)属于等厚干涉，厚度e相同的地方对应同一级 干涉条纹 (2)条纹形状: 一系列明暗相间的同心圆环 (3)条纹级次分布: 外侧级次高 (4)条纹间隔分布：内疏外密 例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量 显微镜测得由中心往外数第 k 级明环 的半径 , k 级往上数 第16 个明环半径 ， 平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求：紫光的波长？ 解：根据明环半径公式： 测细小直径、厚度、微小变化 Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 测表面不平度 等厚条纹 待测工件 平晶 检验透镜球表面质量 标准验规 待测透镜 暗纹 ? 10-7 迈克耳逊干涉仪 时间相干性 M?1 2 2? 1 1? S 半透半反膜 M2 M1 G1 G2 * 10-4 光波的叠加 光程 几列光波在空间相遇后，每列光波都保持各自原有特性（频率、波长、振动方向等）不变，按原方向继续传播，在相遇区域内各点的光振动为每列光波在该点独立引起的光振动的叠加 一 光波的相干叠加 相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定 相干波 干涉现象 它们在相遇点所引起的合光振动为 设有两列相干光波的光矢量 的振动圆频率为 ,在相遇点的振幅分别为 ，由于它们振动方向相同，则： 表示两列光波在相遇点的相位差 1、非相干叠加 独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出的光的位相差“瞬息万变” 叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象 2、相干叠加 满足相干条件的两束光叠加后 位相差恒定，有干涉现象 若 相长干涉 相消干涉 两相干光束 两非相干光束 一个光源 1 分波前的方法 杨氏干涉 2 分振幅的方法 等倾干涉、等厚干涉 普通光源获得相干光的途径（方法） 二 光程与光程差 干涉现象决定于两束相干光的位相差 两束相干光通过不同的介质时，位相差不能单纯由几何路程差决定。 光在介质中传播几何路程为r，相应的位相变化为 一定频率的光波在折射率为n的介质中传播时，其波长为真空中波长的1/n倍 光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程 即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算 为光在真空中的路程 光程差 光在真空中的波长 若两相干光源不是同位相的 两相干光源同位相，干涉条件 10-5 双缝干涉 一、杨氏双缝干涉 S 1 S 2 S * * * 分波阵面法 二 杨氏干涉条纹分析 D d 相位差： 干涉加强 明纹位置 干涉减弱 暗纹位置 光程差： (1)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧。 干涉条纹特点： (2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关。 两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。 若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 方法一： 方法二： (3) D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。 三、双缝型的其他干涉装置 1、菲涅耳双面镜 虚光源 、 平行于 明条纹中心的位置 屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕 上明暗条纹中心对O点的偏离 x为： 暗条纹中心的位置 光栏 2 洛埃镜 光栏 当屏幕 E 移至E处，从 S1和 S2 到 L点的光程差为零，但是观察