波动光学干涉概述.ppt

讨论题： 1. 如果用两个灯泡分别照亮S1、S2缝，能否看到干涉条纹？ 2. S1缝后贴一红色玻璃纸，S2缝后贴一绿色玻璃纸，能否看到干涉条纹？ 例题：在双缝干涉实验中，所用光的波长为587.6nm 双缝与屏的间距D=2.25m，屏幕上产生的条纹间距为0.50mm，求双缝间距d=多少？ 解： 相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 例 第5级暗纹的坐标： 暗纹中心的位置： 杨氏双缝干涉, 要求明确以下问题： 1、如何获得的相干光； 2、明、暗纹条件； 3、干涉条纹特点： 形状、 间距、 级次位置分布； 一定时，若 变化，则 将怎样变化？ 1） 讨论 条纹间距: λ=700nm 550nm 400nm 2） 条纹间距 与 的关系如何？ 一定时， 条纹间距: P 二. 双 镜 三 . 劳埃镜实验 P M L 半波损失 注意 光在界面反射时相位发生突变的现象,称为半波损失现象; 4.半波损失 (1 ) 当光从折射率大的光密介质， 入射于折射率小的光疏介质 时，反射光没有半波损失。 (2) 当光从折射率小的光疏介质， 正入射或掠入射于折射率大的光 密介质时，则反射光有半波损失。 有半波损失 没有半波损失 劳埃镜实验 当屏幕W移至B处，从S1 和 S2到B点的光程差为零，但实验观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在，反射光具有?的相位突变。 光栏 §9.1.3 光程 光程差 P368 光在真空中的波长?，速度c，在折射率为n1的介质中的波长为λ1，速度为?1，则： P S1 S2 r1 n1 r2 n2 由此可知：相位差不只由几何路程之差 (r2－r1) 决定，而决定于 (n2 r2－ n1r1) 。 一、光程差 ——叫光程差 光程：光在某一媒质中行进的几何路程r与该媒质的折射率n的乘积nr叫做光程。 ——相位差与光程差的关系 由此统一后，相干公式中的波长都是真空中的波长。 如图：两列长度有限的相干波传递到媒质中一点，应满足什么条件才肯定会干涉？ 满足的条件：光程差不能太大； 把能够产生干涉现象的最大光程差称为‘相干长度’。 显然，相干长度等于一个波列的长度。 不相遇 例如：光程差的计算 例1、 杨氏双缝干涉实验中，若在下缝S2盖住一均匀介质，折射率为n(1)，厚度为t，则中央明纹向 平移， 若所用波长为 550nm, 中央明纹将被第六级明纹取代，设t=5.5μm, 折射率为 。 下 1.6 t n r r S1 S2 O P378 ※※※例题9-1 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为0.45 mm，所用波长为 540nm的光照射，(1) 要使光屏上条纹间距为1.2mm，光屏距离双缝多远？(2)若用折射率为1.5，厚度为9.0 ?m的薄玻璃片盖住S2缝，则干涉条纹如何变化？中央明纹如何平移？ 干涉条纹整体向下平移10mm; 解：中央明纹对应：?＝0 t n r1 r2 x o 中央明纹 x =-10 mm S1 S2 作业 9-1、9-3 * * 相关期末考试的内容 第1章- 流体力学 第2章-气体动理论 第3章-热力学 第4章-静电场 ——因期中已考，故期末考试所占比例通常不超过40% 第6章-稳恒磁场 第8章-振动与波动 第9章-波动光学 ——期末考试所占比例通常超过60% 前节回顾 惠更斯原理：介质中波动传播到的各个点都可看作是发射球面子波的波源；而在其后的任意时刻，这些球面子波的包络面（即振动相位相同的点连成的面）就是新的波面。 波在传播过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边缘改变方向继续前进的现象叫做波的衍射现象。 波的独立性原理和叠加原理：若有几列波同时在介质中传播，则它们各自将以原有的振幅、频率和波长独立传播；在几列波相遇的区域，媒质中质点的振动等于各列波单独传播时在该处引起的振动的合成。 波的干涉:在两相干波的交叠区域内，有的地方振动始终加强，有的地方振动始终削弱，而其它位置的振动的强弱介乎二者之间，形成振动强弱稳定分布的叠加现象。 相干条件：频率相同；振动方向相同；相位差恒定。满足相干条件的波源称为相干波源，能产生干涉现象的波称为相干波。 r2 r1 2p l j 2 j 1 （ 0,1,2, ) 当 时 合成振动的振幅最大 P点：干涉相长； r2 r1 2p l j 2 j 1 当 （ 0,1,2, ) 时 合成振动的振幅最小 P点：干涉相消；