清华大学大学物理光学课件.ppt

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1、为介质中与路程r相应的光程。这表明，光在介质中传播路程r—真空中波长中传播路程nr引起的相位差相同。我们称nr由此得到关系：[例]计算图中光通过路程r1和r2在P点的相差。nS1S2r1r2dP·和在真空1二.透镜不会产生附加光程差物点到象点（亮点）各Sacb··SFacb·ABCFacb·ABCF在干涉和衍射装置中经常要用到透镜，光线经过透镜后并不附加光程差。焦点F、F都是亮点，说明各光线在此同相叠加。而A、B、C或a、b、c都在同相面上。光线之间的光程差为零。BF，CF说明AF，各光线等光程。BF，CF或AF，2§3.

2、6薄膜干涉（一）——等厚条纹▲薄膜干涉是分振幅干涉。▲日常中见到的薄膜干涉：肥皂泡,雨天地上油膜,昆虫翅膀的彩色…。▲膜为何要薄？─光的相干长度所限。▲薄膜干涉有两种条纹等厚条纹——同一条纹相应膜的同一厚度。等倾条纹——同一条纹相应入射光的同一倾角。3一.劈尖（劈形膜）夹角很小的两个平面所构成的薄膜叫劈尖。enAnn(设n>n)反射光2反射光1S*单色平行光·121、2两束反射光例如在膜面上（A点）来自同一束入射光，它们可以产生干涉。1、2两束反射光相干叠加，就可行成明暗条纹。劈尖干涉在膜表面附近形成明、暗相间的条纹。4反射光1单色平

3、行光垂直入射ennn·A反射光2(设n>n)明纹：暗纹：同一厚度e对应同一级条纹——等厚条纹实际应用中大都是平行光垂直入射到劈尖上。在A点，反射光1、2的光程差为反射光1,2叠加要不要考虑半波损失？在n,定了以后,只是厚度e的函数。5条纹特征：形状平行直条纹（即等厚线形状）疏密等间距级次靠近交棱处级次低条纹间距：又Leekek+1明纹暗纹nL∴6erR·平晶平凸透镜o(1)暗环二.牛顿环(2)暗环：∴条纹间距，内圈的条纹级次低。（k=0，1，2…）(1)、(2)第k个暗环半径：光程差：7◆条纹特征：形状同心圆（等厚线）疏密

4、内疏外密（相邻明纹光学厚度差相同）级次内低外高明环半径公式（自己推导）8▲平凸透镜向上移，条纹怎样移动?思考：▲由薄膜透射光之间的干涉情况如何？牛顿环照片9三.等厚条纹的应用1.劈尖的应用：▲测波长：已知θ、n，测L可得▲测细小直径、厚度▲测表面不平度等厚条纹待测工件平晶依据公式（书P145例3.4）102.牛顿环的应用：▲测透镜球面的半径R▲测波长▲检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹已知,测m、rk+m、rk，可得R。已知R，测出m、rk+m、rk，可得。依据公式若条纹如图，说明待测透镜球表面不规则，且半径有误差。一圈条纹对应的球面

5、误差。11暗纹标准验规待测透镜暗纹标准验规待测透镜如何区分如下两种情况?思考12一.点光源照明时的干涉条纹分析LfP0r环ennn>nrACD·21Siiii光束1、2的光程差：得·膜厚均匀（e不变）·又·B·§3.7薄膜干涉（二）—等倾条纹13或明纹暗纹▲形状：条纹特点：一系列同心圆环r环=ftgi▲条纹间隔分布：内疏外密（想想为什么？）▲条纹级次分布：e一定时，▲波长对条纹的影响：▲膜厚变化时，条纹的移动：i相同的光线对应同一条干涉条纹—等倾条纹。即倾角当k(k)一定时，i也一定，LfPor环iSi12en’nii·n’14二.面光

6、源照明时，干涉条纹的分析只要i相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加），因而明暗对比更鲜明。foennn>n面光源·Pr环·ii·15观察等倾条纹的实验装置和光路inMLSf屏幕对于观察等倾条纹，没有光源宽度和条纹衬比度的矛盾!16等倾条纹照相三.应用：增透射膜和增反射膜（书例3.7）171.工作原理光束2′和1′发生干涉若M1、M2平行等倾条纹若M1、M2有小夹角等厚条纹十字叉丝等厚条纹若M1平移d时，干涉条移过N条，则有：2.应用：微小位移测量测折射率M12211S半透半反膜M2M1G1G2EG1分束;G2补偿§3.

7、8迈克耳孙干涉仪18迈克耳孙干涉仪19