第13章光的干涉ppt课件.ppt

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1、第13章光的干涉2本章内容13-1光源光的相干性13-2杨氏双缝干涉实验13-3光程与光程差13-4薄膜干涉13-5劈尖干涉牛顿环13-6迈克耳孙干涉仪3一、光源1.光源的发光机理凡能发光的物体称为光源。按发光的激发方式光源可分为：热光源—由热能激发，如白炽灯、碳火、太阳等。冷光源—由化学能、电能或光能激发，如萤火、磷火、日光灯等。作为光学光源的是热光源。13-1光源光的相干性42.光的颜色和光谱光的颜色与频率、波长对照表光色波长范围(Å)频率范围(Hz)红7600～62203.9×1014～4.7×1014橙6220～59704.7×1014～5.0

2、×1014黄5970～57705.0×1014～5.5×1014绿5770～49205.5×1014～6.3×1014青4920～45006.3×1014～6.7×1014蓝4500～43506.7×1014～6.9×1014紫4350～39006.9×1014～7.7×10145光振动指的是电场强度随时间周期性地变化3、光强光学中常把电场强度E代表光振动，并把E矢量称为光矢量。光的强度(即平均能流密度)I∝E026二、光的相干性P21在观察时间τ内，人所感觉到的为光强I，7讨论1.非相干叠加2.相干叠加若I1＝I2，干涉相长干涉相消8相干光的产生振幅

3、分割法波阵面分割法*光源9激光束干涉实验单色激光光源不同原子所发的光具有相干性10实验装置一、杨氏双缝干涉波程差13-2杨氏双缝干涉实验11干涉减弱干涉加强暗纹明纹12讨论条纹间距白光照射时，出现彩色条纹。条纹间距与的关系;一定时，若变化，将怎样变化？13（1）一定时，若变化，变化情况14（2）一定时，条纹间距与的关系15发生半波损失的条件：由光疏媒质入射，光密媒质反射；正入射或掠入射。半波损失，实际上是入射光在界面的位相与反射光在界面的位相有的位相差，折合成波程差，就好象反射波少走（或多走）了半个波长，即的位相差折算成波程差为2。16例13.

4、1用单色光照射相距0.4mm的双缝，缝屏间距为1m.(1)从第1级明纹到同侧第5级明纹的距离为6mm，求此单色光的波长；(2)若入射的单色光波长为4000Å的紫光，求相邻两明纹间的距离；(3)上述两种波长的光同时照射时，求两种波长的明条纹第1次重合在屏幕上的位置，以及这两种波长的光从双缝到该位置的波程差.解(1)由双缝干涉明纹条件，可得17(2)当时，相邻两明纹间距为(3)设两种波长的光的明条纹重合处离中央明纹的距离为x，则有18由此可见，波长为的紫光的第3级明条纹与波长为的橙光的第2级明条纹第1次重合.重合的位置为双缝到重合处的波程差为19光在媒质中

5、的速度媒质中的波长介质的折射率n真空13-3光程与光程差20位相差物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程,按波数相等折合到真空中的路程.（1）光程：媒质折射率n与光的几何路程r的乘积媒质中的波长*P*当光经历几种介质时：21（2）光程差光程差干涉加强位相差干涉减弱*P*22例13.2在杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，现在缝上放置一片厚度为d，折射率为n的透明介质，试问原来的零级明纹将如何移动？如果观测到零级明纹移到了原来的k级明纹处，求该透明介质的厚度d.解如图所示，有透明介质时，从和到观测点P的光程差为23零级明纹相应的，其位置应满足原来没

6、有介质时k级明纹的位置满足24PL一、薄膜干涉DACB13-4薄膜干涉25反射光的光程差加强（明）减弱（暗）PLDACB26透射光的光程差注意：透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律.根据具体情况而定PLDACB27等倾干涉屏幕扩展光源透镜n扩展光源各个方向来的光线照射到厚度均匀的薄膜后，在无穷远处产生的干涉。28对于厚度均匀的平行平面膜（e=常数）来说，倾角相同的光线都有相同的光程差，因而属于同一级别的干涉条纹，故此叫做等倾干涉。其具体运用之一就是增透膜或增反膜。29AB透镜不引起附加的光程差AB焦平面二、增透膜与增反膜30增透膜在比较复杂的

7、光学系统中，普通光学镜头都有反射：①带来光能损失；②影响成象质量。为消除这些影响，用增透膜使反射光干涉相消。31增反膜在另一类光学元件中，又要求某些光学元件具有较高的反射本领。为了增强反射能量，常在玻璃表面上镀一层高反射率的透明薄膜，利用薄膜上、下表面的反射光的光程差满足干涉相长条件，从而使反射光增强，这种薄膜叫增反膜。32例13.3在一光学元件的玻璃(折射率)表面上镀一层厚度为e、折射率为的氟化镁薄膜，为了使入射白光中对人眼最敏感的黄绿光反射最小，试求薄膜的厚度.解如图，由于氟化镁薄膜的上、下表面反射的Ⅰ、Ⅱ两光均有半波损失.设光线垂直入射(i＝0)

8、，则Ⅰ、Ⅱ两光的光程差为33要使黄绿光反射最小，即Ⅰ、Ⅱ两光干涉相消应控制的薄膜厚度为其中，薄