《物理光学总复习》PPT课件

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1、光学总复习几何光学（h~0,l~0）光学波动光学(h~0,l≠0)主要内容量子光学（h≠0,l≠0）波动性电磁性光波与物质的电磁相互作用光波的叠加1.线性叠加原理２.独立传播原理横波性光的偏振线性介质光的干涉光的衍射有限束光波相干叠加无限束光波相干叠加1542362.光的干涉相干光源的获得方法光的干涉光的干涉条件:3个必要条件和3个补充条件几种典型的干涉1.明暗条纹条件,2.条纹的分布,3.条纹动态变化.迈克耳孙干涉仪增反、透薄膜劈尖等厚干涉，牛顿环F-P干涉仪杨氏干涉等分波阵面法等倾干涉光程定义:nr光程差的计算分振幅法光程薄膜干涉等厚干涉主要内容多光束干涉一

2、、基本概念：光的折射率：光强：光速：c=299792458米/秒可见光范围：390~760nm(7.7~3.9)×1014Hz光的相干条件：基本（必要）条件：同频率、同振动方向、位相差恒定.补充条件：光程差不能太大：光源线度受限制：光程：相同时间内，光在介质中走r，相当于在真空中走nr.光程差：几何路径介质n半波损失振幅相差不悬殊：条纹可见度：二、掌握内容：1、杨氏干涉：亮纹：2、等倾、等厚干涉：3、迈克尔逊干涉仪；4、F-P干涉仪；5、牛顿环.条纹间隔：时间相干性：空间相干性：光谱重合问题：光疏光密例1:钠光灯作光源，波长，屏与双缝的距离L=500mm,(

3、1)d=1.2mm和d=10mm,相邻明条纹间距分别为多大？(2)若相邻明条纹的最小分辨距离为0.065mm,能分辨干涉条纹的双缝间距是多少？解:(1)d=1.2mmd=10mm(2)双缝间距d为：例2:杨氏双缝实验中，P为屏上第五级亮纹所在位置。现将一玻璃片插入光源发出的光束途中，则P点变为中央亮条纹的位置，求玻璃片的厚度。P解、没插玻璃片之前二光束的光程差为已知:玻璃插玻璃片之后二光束的光程差为例3:用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？解:用白光照射时，除中央明纹为白光外，两侧形成外红内紫的对称彩色光谱.当k级红色明纹位置xk红大于k+1

4、级紫色明纹位置x(k+1)紫时，光谱就发生重叠。据前述内容有红=7600Å，紫=4000Å,代入得:K=1.1表明:白光照射时在中央白色明纹两侧，只有第一级彩色光谱是清晰可辨的.玻璃n1=1.5，镀MgF2n2=1.38，放在空气中，白光垂直射到膜的表面，欲使反射光中=550nm的成分相消，求：膜的最小厚度。反射光相消=增透思考：若n2>n3会得到什么结果？为什么望远镜的镜片有的发红，有的发蓝？效果最好——例4:例5:如图所示，在折射率为1.50的平板玻璃表面有一层厚度为300nm，折射率为1.22的均匀透明油膜，用白光垂直射向油膜，问：1)哪些波长的可见

5、光在反射光中产生相长干涉?2)哪些波长的可见光在透射光中产生相长干涉?3)若要使反射光中λ=550nm的光产生相干涉，油膜的最小厚度为多少?解：(1)因反射光之间没有半波损失，由垂直入射i=0，得反射光相长干涉的条件为k=1时红光k=2时故反射中只有可见光的红光产生相长干涉.紫外d(2)对于透射光，相长条件为：k=1时红外k=2时青色光(红光的补色)k=3时紫外(3)由反射相消干涉条件为：显然k=0所产生对应的厚度最小，即例6：问：1.若反射光相消干涉的条件中取k=1，膜的厚度为多少？2.此增透膜在可见光范围内有没有增反？已知：用波长，照相机镜头n3=1.5,其

6、上涂一层n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。解：1.因为，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：代入k=1和n2求得：321nnn<<此膜对反射光相干相长的条件：可见光波长范围400~700nm波长412.5nm的可见光有增反。结果问：2.此增透膜在可见光范围内有没有增反？例7：氦氖激光器中的谐振腔反射镜，要求对波长=6328A0的单色光反射率达99%以上，为此在反射镜的玻璃表面上交替镀上ZnS(n1=2.35)和低折射率材料MgF2(n2=1.38)，共十三层，求每层膜的实际厚度？（按最小厚度要求）n1n1n1n2n2n2实际使用光线:

7、垂直入射，有半波损失。所以ZnS的最小厚度MgF的最小厚度例8：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：例9：在迈克耳孙干涉仪的两臂中分别引入10厘米长的玻璃管A、B，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？解：设空气的折射率为n相邻条纹或说条纹移动一条时，对应光程差的变化为一个波长，当观察到107.2条移过时，光程差的改变量满足：迈克耳孙干涉仪的两臂中便

8、于插放待测样品，由条纹的