24光学2-新修

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1、大学物理电子教案ThePowerPointforCollegePhysics西北工业大学应用物理系1.由两不同光源发出的复色光,在空间相遇处不会产生干涉的原因是A.白光由许多不同波长的光组成,B.两束光的光强不一样,C.不同波长的光传播速度不同,D.两个光源是独立的不相干光源.2.光的颜色决定于A.波长,B.波速,C.频率,D.折射率.双缝干涉能力测试3.下图是双缝干涉装置示意图.已知屏上P处出现明条纹,则该处到双缝S1、S2的距离之差是A.半波长的奇数倍.B.波长的奇数倍.C.半波长的偶数倍.D.半波长的整数倍.双缝干涉能力测试4.在下图的双缝干涉实验中,若入射光波长=600nm,屏上P

2、处到S1、S2的距离分别为S1P=120cm,S2P=114cm,则P处为______(填明条或暗条),因为______.双缝干涉能力测试5.一束单色光从空气射入水中,则A.光的颜色、频率不变,波长、波速都变小.B.光的频率变小,颜色、波长、波速都不变.C.光的频率、速度变小,颜色、波长不变.D.频率、颜色、波长都不变,只有波速变小.6.用红光做双缝干涉实验,在屏上观察到干涉条纹.在其它条件不变的情况下,改用紫光做实验,则干涉条纹间距将____.如果改用白光做实验,在屏上将出现____条纹.双缝干涉能力测试7.用平行光照射双狭缝,屏幕上出现干涉条纹,当A.双缝到屏的距离增大时,干涉条纹间距增

3、大.B.双缝间距减小时,干涉条纹间距减小.C.光强不变,波长变短时,则条纹间距不变.D.波长不变,光强减弱时,则条纹间距不变.双缝干涉能力测试§14.3薄膜干涉光入射到介质薄膜后,由薄膜两表面反射的光相遇会产生干涉现象,因而在薄膜表面可观察到干涉条纹.本节讨论薄膜干涉现象及其规律.光程与光程差等厚干涉等倾干涉1.光程与光程差在讨论双缝干涉时,干涉发生在同一介质中,其相位差仅取决于波程差.波程差:=r2-r1为波经过的几何路程差.如果存在几种不同介质,相位差将如何？§14.3薄膜干涉光在不同介质中传播时,其频率保持不变,但光度u不同.c:光在真空中的速度;u:光在介质中的速度.定义:介质

4、的折射率为(1)光程光在真空中的波长为光在介质中的波长为显然:折射率与光在介质中的波速(或波长)有关.由此可见:光在其它介质中传播时,其波长会变短.§14.3薄膜干涉因此,在同样的时间间隔t内,光在介质中传播的距离x与光在真空中传播的距离x'有如下关系:P'PS§14.3薄膜干涉x与x'包含的波数相同,说明P与P'同位相.光程nx:光在介质中传播的路程为x时,相应的光程为nx,它等于在相同时间内光在真空中传播的路程.从相位来看,光在介质中传播路程x相当于光在真空中传播路程nx.§14.3薄膜干涉(2)光程差两束在不同介质中传播的相干光相遇时,其电矢量分别为而相位差为§14.3薄膜干涉由令,称

5、为光程差.§14.3薄膜干涉结论:相干光经不同介质传播而相遇时,其相位差取决于它们的光程差.于是可得§14.3薄膜干涉依然有§14.3薄膜干涉当当§14.3薄膜干涉特别当时当当2.等厚干涉薄膜干涉:介质薄膜受光照而产生的干涉现象.n1n2>n1n2eab1a1ACBba2b2D反射光形成的干涉条纹存在于两光束相遇处.在介质内部及其下方空间区域,不会出现干涉条纹.§14.3薄膜干涉n1n2>n1n2eaa1a2QPDACB两平行相干光的干涉只能发生在透镜的焦平面或无穷远处.§14.3薄膜干涉a1和b1两束反射光的光程差为(1)薄膜干涉的光程差上式表明:在第二介质的上表面处存在半波损失.§14.

6、3薄膜干涉en1n2>n1n2ab1a1ACba2b2D半波损失光疏介质光密介质B§14.3薄膜干涉由折射定律§14.3薄膜干涉反射光薄膜干涉的光程差为:同理可得:透射光薄膜干涉的光程差为:显然,在上述介质配置条件下,两束透射的相干光没有半波损失.§14.3薄膜干涉(2)反射光薄膜干涉的明暗纹条件干涉加强条件(明纹条件)干涉相消条件(暗纹条件)与每个条纹对应的k称为该干涉条纹的级次.类似地,同学们可以写出透射光干涉的明、暗纹条件.§14.3薄膜干涉(3)薄膜干涉的条纹特征②半波损失:光由光疏介质射向光密介质的界面时,其反射光会发生的相位突变.由于反射光存在半波损失,故没有0级明条纹,0级只

7、有暗条纹.一般情况下,是否存在半波损失要根据界面上、下两介质的折射率进行判定.§14.3薄膜干涉①条纹的明暗取决于介质厚度e、入射角i、折射率n1和n2.③等厚干涉:条纹的明暗性质仅取决于介质厚度e的干涉.厚度相同时,光程差相同,光强也一样,即形成随厚度变化的干涉条纹.等厚干涉时的入射光常为平行光.n1n2>n1n2eab1a1ACBba2b2§14.3薄膜干涉④等倾干涉:条纹的明暗性质仅取决于入射角的干涉.