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1、云南大学软件学院实验报告课程：大学物理实验学期：任课教师：班级：学号：序号：姓名：成绩：实验7光的干涉实验相干光的干涉如果两束光的相位差恒定，则合成光强为，(1.6a)其中Δφ=φ20–φ10，第三项是干涉项。这就是光的相干叠加。如果I1=I2，则合成光强为。(1.6b)实验内容内容1：根据公式(1.6b)，讨论光的干涉相长和干涉相消问题。内容2：分析上面的matlab仿真程序，说明程序用到的变量n的作用？如果程序要求干涉条纹以红色输出，如何修改程序？%两束相干光的干涉强度和干涉条纹clear%清除变量n
2、=3;dphi=0.01;%相差的增量phi=(-1:dphi:1)*n*2*pi;%相差向量i=4*cos(phi/2).^2;%干涉的相对强度figuresubplot(2,1,1)plot(phi,i)gridonaxis([-n*2*pi,n*2*pi,0,4])%曲线范围title('光的干涉强度分布')%标题5xlabel('相差Deltaitphi')%x标签ylabel('相对强度itI/Irm_1')%y标签subplot(2,1,2)c=linspace(0,1,64)';c
3、olormap([ccc]);image(i*16)%画干涉条纹(乘以16放大强度,最大为64)axisofftitle('光的干涉条纹')%标题%两束相干光的干涉强度和干涉条纹clear%清除变量n=3;dphi=0.01;%相差的增量phi=(-1:dphi:1)*n*2*pi;%相差向量i=4*cos(phi/2).^2;%干涉的相对强度figuresubplot(2,1,1)plot(phi,i)gridonaxis([-n*2*pi,n*2*pi,0,4])%曲线范围title('光的干涉强度分
4、布')%标题xlabel('相差Deltaitphi')%x标签ylabel('相对强度itI/Irm_1')%y标签subplot(2,1,2)c=linspace(0,1,64)';a=zeros(size(c));b=zeros(size(c));colormap([cab])image(i*16)%画干涉条纹(乘以16放大强度,最大为64)axisofftitle('光的干涉条纹')%标题5内容3：执行程序，对结果进行必要的分析说明。内容4：选做，输出牛顿环干涉条纹。如图所示，取一块表面
5、平整的玻璃板，将一半径很大的平凸透镜的凸面与平板玻璃接在一起，平凸透镜的凸面与平板玻璃表面搭出一个空气薄膜。用波长为λ的单色光垂直照射时，可观察到一系列明暗相间的同心圆环，这一现象最先被牛顿观察到，史称牛顿环。牛顿环的干涉条纹的分布规律是什么？半径很大的凸透镜与平板玻璃接近平行时，空气厚度很小。当单色光垂直入射时，在凸透镜下表面与空气的交界面同时发生反射和透射，反射光为a，透射光在平板玻璃的上表面再发生反射，反射光为b。a和b是同一束光的两部分，因而是相干光，相遇时就发生干涉。OeRrλaba光反射时没有
6、半波损失，b光反射时有半波损失。空气的折射率n=1，在空气厚度为e的地方，两列光的光程差为δ=2e+λ/2。(2.1)明环形成的条件为δ=2e+λ/2=kλ，(k=1,2,3,…)(2.2a)暗环形成的条件为δ=2e+λ/2=(2k+1)λ/2，(k=0,1,2,…)(2.2b)干涉级次k越大，对应的厚度e也越大，明环和暗环距离中心越远。相邻明环或暗环之间的厚度差为Δe=λ/2。(2.3)可知：相邻明环或暗环的厚度差相同，设凸透镜的半径为R，光环的半径为r，由于r2=R2-(R-e)2≈2Re，(2.4)
7、5第k级明环的半径为(k=1,2,3,…)(2.5a)第k级暗环的半径为(k=0,1,2,…)(2.5b)其中k=0时的暗环半径为零，表示中央是暗斑。透射光和反射光是互补的，因此在反射光明条纹处透射光形成暗条纹，在反射光暗条纹处透射光形成明条纹。当平行光垂直照射时，光强可表示为，将(7.4.1)式代入上式得，利用(7.4.4)式得。(2.6)[算法]取为长度单位，取I0为光强单位，则相对光强为。(2.6*)其中。55
