经典：第十章-光的干涉
第十章知识点总结物理高二
第十章知识点总结物理高二第十章知识点总结：物理（高二）第一节运动与力1. 运动的描述与表示运动是物体在空间中位置随时间发生变化的现象。
我们可以通过描述物体的位移、速度和加速度来表示运动状态。
2. 牛顿第一定律牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动的状态。
3. 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体运动时力与加速度之间的关系。
它的数学表达式为F=ma，其中F表示作用在物体上的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
4. 牛顿第三定律牛顿第三定律指出，对于任何作用力，必然存在一个大小相等、方向相反的反作用力。
这个定律可以用来解释物体间相互作用的力。
5. 惯性系和非惯性系惯性系指的是没有受到外力干扰的参考系，非惯性系则相反。
力的概念是建立在惯性系的基础上的。
6. 弹簧力与胡克定律弹簧力是一种恢复力，其大小与伸长或压缩的弹簧形变量成正比。
胡克定律描述了弹簧力的数学关系，即F=kx，其中F表示弹簧力，k表示弹簧的弹性系数，x表示形变量。
7. 物体的重力物体的重力是由地球或其他天体对物体的吸引力产生的。
根据牛顿的万有引力定律，物体的重力与物体质量成正比，与地球质量成反比。
8. 摩擦力摩擦力是物体之间接触表面之间的阻力，它可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力是物体相对静止时的摩擦力，动摩擦力是物体相对运动时的摩擦力。
第二节动能与功1. 动能的概念动能是物体由于运动而具有的能量形式。
它包括物体的动能和势能两种形式。
2. 势能的概念势能是物体由于它的位置或状态而具有的能量形式，常见的势能有重力势能和弹性势能。
3. 动能定理动能定理建立了动能与物体加速度之间的关系。
它的数学表达式为Ek=1/2mv^2，其中Ek表示物体的动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
4. 功的概念功是力对物体运动所做的贡献，是标量量。
功的大小等于力在物体运动方向上的分量与位移的乘积。
5. 功的计算功的计算可以通过力和位移的乘积来实现。
光的传播教案：光的干涉现象与条纹实验
光的传播教案：光的干涉现象与条纹实验教学目标：1. 了解光的干涉现象的定义和特点。
2. 掌握光的干涉现象的产生条件和观察方法。
3. 学习光的干涉现象的应用和实际意义。
教学内容：第一章：光的干涉现象简介1.1 光的干涉现象的定义1.2 光的干涉现象的特点1.3 光的干涉现象的产生条件第二章：光的干涉现象的观察方法2.1 光的干涉现象的实验装置2.2 光的干涉现象的观察步骤2.3 光的干涉现象的图像分析第三章：光的干涉现象的应用3.1 光的干涉现象在科学研究中的应用3.2 光的干涉现象在技术应用中的实例第四章：光的干涉现象的实际意义4.1 光的干涉现象与光的波动性的关系4.2 光的干涉现象与光的相干性的关系第五章：光的干涉现象的拓展研究5.1 光的干涉现象的进一步实验研究5.2 光的干涉现象与其他光学现象的联系教学方法：1. 采用讲授法，讲解光的干涉现象的定义、特点、产生条件、观察方法、应用和实际意义等内容。
2. 使用多媒体演示实验装置和实验结果，帮助学生直观地理解光的干涉现象。
3. 引导学生进行思考和讨论，探讨光的干涉现象的应用和实际意义。
教学评价：1. 课堂问答：检查学生对光的干涉现象的基本概念和特点的理解。
2. 实验报告：评估学生对光的干涉现象的观察方法和实验操作的掌握程度。
3. 小组讨论：评价学生对光的干涉现象的应用和实际意义的理解和分析能力。
参考教材：1. 《光学教程》2. 《光的干涉与衍射》3. 《光学实验教程》第六章：光的干涉现象的数学描述6.1 干涉条纹的数学表达式6.2 干涉条纹的分布规律6.3 干涉条纹的对比度与相位差第七章：光的干涉现象的实验操作7.1 干涉实验的设备与材料7.2 干涉实验的操作步骤7.3 干涉实验的数据处理与分析第八章：光的干涉现象的干涉条纹观察与分析8.1 干涉条纹的观察方法与技巧8.2 干涉条纹的形状与宽度分析8.3 干涉条纹的移动与稳定性分析第九章：光的干涉现象的应用案例分析9.1 光的干涉现象在光学仪器中的应用9.2 光的干涉现象在光学通信中的应用9.3 光的干涉现象在其他领域的应用实例第十章：光的干涉现象的拓展研究10.1 光的干涉现象的进一步实验探索10.2 光的干涉现象与其他光学现象的联系与区别10.3 光的干涉现象的研究前景与展望教学方法：1. 采用讲授法，讲解光的干涉现象的数学描述、实验操作、干涉条纹的观察与分析、应用案例分析以及拓展研究等内容。
光的干涉》教案新人教选修
《光的干涉》教案-新人教选修第一章：光的干涉现象1.1 教学目标1. 了解干涉现象的定义和特点；2. 掌握干涉现象的产生条件；3. 理解双缝干涉和单缝衍射的区别与联系。
1.2 教学内容1. 干涉现象的定义和特点；2. 干涉现象的产生条件；3. 双缝干涉和单缝衍射的原理及现象。
1.3 教学方法采用多媒体演示和实验观察相结合的方式，让学生直观地理解干涉现象。
1.4 教学步骤1. 引入干涉现象的概念，展示相关图片或视频；2. 讲解干涉现象的产生条件，引导学生思考；3. 通过实验演示双缝干涉和单缝衍射现象，让学生观察并记录结果；4. 分析双缝干涉和单缝衍射的原理，引导学生进行对比总结。
1.5 课后作业1. 复习干涉现象的定义和特点；2. 思考干涉现象在实际应用中的例子。
第二章：双缝干涉实验2.1 教学目标1. 掌握双缝干涉实验的原理；2. 学会调节实验装置，进行双缝干涉实验；3. 能够解释双缝干涉条纹的间距与波长的关系。
2.2 教学内容1. 双缝干涉实验的原理；2. 双缝干涉实验的操作步骤；3. 双缝干涉条纹的间距与波长的关系。
2.3 教学方法通过实验演示和数据分析，让学生深入理解双缝干涉实验的原理和结果。
2.4 教学步骤1. 复习双缝干涉实验的原理，展示相关图片或视频；2. 指导学生操作实验装置，进行双缝干涉实验；3. 引导学生观察并记录双缝干涉条纹的间距；4. 分析双缝干涉条纹的间距与波长的关系，引导学生进行数据处理和总结。
2.5 课后作业1. 复习双缝干涉实验的原理和操作步骤；2. 思考双缝干涉条纹的间距与波长的关系在实际应用中的例子。
第三章：单缝衍射实验3.1 教学目标1. 掌握单缝衍射实验的原理；2. 学会调节实验装置，进行单缝衍射实验；3. 能够解释单缝衍射条纹的形状和宽度。
3.2 教学内容1. 单缝衍射实验的原理；2. 单缝衍射实验的操作步骤；3. 单缝衍射条纹的形状和宽度。
3.3 教学方法通过实验演示和数据分析，让学生深入理解单缝衍射实验的原理和结果。
光的干涉-精品文档
02
光的干涉条件
相干光条件
同一波源
01
干涉光必须来自同一波源，这样波源的相干性会影响干涉条纹
的质量。
频率相同
02
来自同一波源的光线必须具有相同的频率，否则它们将无法产
生干涉。
相位差恒定
03
来自同一波源的光线必须具有恒定的相位差，这意味着它们的
振动方向必须相同。
干涉条纹条件
稳定的干涉条纹
为了获得清晰的干涉条纹，需要 确保光线经过的路程差是恒定的 ，这意味着需要使用稳定的实验 装置和精确的控制光源。
相间的干涉条纹。
应用
分振幅干涉在光学实验、光学测 量等领域也有着广泛的应用，如 测量光学表面的形状、光学元件
的精度等。
迈克尔逊干涉仪
01
定义
迈克尔逊干涉仪是一种利用分振幅干涉原理测量光学表面形状和光学元
件精度的干涉仪。
02 03
原理
迈克尔逊干涉仪通过将一束光波分成两束相干光波，分别经过反射镜后 再次相遇，形成明暗相间的干涉条纹。通过测量干涉条纹的变化，可以 推算出光学表面的形状和光学元件的精度。
光线的平行性
为了使干涉条纹更加明显，需要确 保光线具有平行性，这可以通过使 用聚焦透镜或高亮度的光源来实现 。
03
光的干涉类型
分波面干涉
定义
应用
分波面干涉是指两束或多束相干光波 在空间某一点叠加时，形成明暗相间 的干涉条纹的现象。
分波面干涉在光学实验、光学测量等 领域有着广泛的应用，如测量光学表 面的形状、光学元件的精度等。
全息干涉实验
实验原理
全息干涉实验是一种利用全息技术实现的干涉实验，通过 将一束光分成两束相干光波，然后在全息底片上记录它们 之间的干涉图样。
光的干涉物理教案
光的干涉物理教案第一章：光的干涉现象简介1.1 教学目标了解光的干涉现象的定义掌握干涉现象的产生条件理解干涉现象的特点1.2 教学内容光的干涉现象的定义干涉现象的产生条件：相干光源、相干波源、介质的反射和折射干涉现象的特点：干涉条纹、干涉图样、光的加强和减弱1.3 教学方法采用讲解、演示和实验相结合的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解干涉现象的产生条件和特点1.4 教学评估通过课堂提问和学生实验报告来评估学生对光的干涉现象的理解程度第二章：双缝干涉实验2.1 教学目标了解双缝干涉实验的原理掌握双缝干涉实验的操作方法理解双缝干涉条纹的分布规律2.2 教学内容双缝干涉实验的原理：光波的叠加、干涉条纹的形成双缝干涉实验的操作方法：设备的组装、调整和测量双缝干涉条纹的分布规律：等间距、对称、中心亮条纹2.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解双缝干涉实验的原理和条纹分布规律2.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对双缝干涉实验的理解程度第三章：单缝衍射实验3.1 教学目标了解单缝衍射实验的原理掌握单缝衍射实验的操作方法理解单缝衍射条纹的分布规律3.2 教学内容单缝衍射实验的原理：光波的衍射、衍射条纹的形成单缝衍射实验的操作方法：设备的组装、调整和测量单缝衍射条纹的分布规律：非等间距、不对称、中心亮条纹3.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解单缝衍射实验的原理和条纹分布规律3.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对单缝衍射实验的理解程度第四章：干涉和衍射的比较4.1 教学目标了解干涉和衍射的联系和区别掌握干涉和衍射的原理和特点能够区分干涉和衍射现象4.2 教学内容干涉和衍射的联系：都是光波的波动现象干涉和衍射的区别：干涉是两个或多个光波的叠加，衍射是光波通过障碍物或开口的传播干涉和衍射的原理和特点：干涉需要相干光源，衍射需要光波通过障碍物或开口4.3 教学方法采用讲解和讨论的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解干涉和衍射的联系和区别4.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对干涉和衍射的理解程度第五章：光的干涉应用5.1 教学目标了解光的干涉应用的领域掌握光的干涉技术的原理和方法理解光的干涉技术的重要性5.2 教学内容光的干涉应用的领域：光学仪器、光学通信、光学显示等光的干涉技术的原理和方法：干涉仪、干涉滤光片、干涉显微镜等光的干涉技术的重要性：提高光学系统的分辨率和灵敏度5.3 教学方法采用讲解和示例的方式进行教学通过实际应用案例帮助学生理解光的干涉技术的原理和重要性5.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉应用的理解程度第六章：薄膜干涉6.1 教学目标了解薄膜干涉现象的产生掌握薄膜干涉条纹的特性理解薄膜干涉在实际应用中的意义6.2 教学内容薄膜干涉现象的产生：光照射在薄膜上下表面反射形成的干涉薄膜干涉条纹的特性：等间隔、对称、与薄膜厚度有关薄膜干涉在实际应用中的意义：光学滤光片、增透膜、反射镜等6.3 教学方法采用讲解、演示和实验相结合的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解薄膜干涉现象的产生和条纹特性6.4 教学评估通过课堂提问和学生实验报告来评估学生对薄膜干涉的理解程度第七章：迈克尔逊干涉仪7.1 教学目标了解迈克尔逊干涉仪的构造和原理掌握迈克尔逊干涉仪的操作方法理解迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用7.2 教学内容迈克尔逊干涉仪的构造：两个相互垂直的光路迈克尔逊干涉仪的原理：两束光路的光程差引起的干涉迈克尔逊干涉仪的操作方法：设备的组装、调整和测量迈克尔逊干涉仪在科学研究中的应用：测量光的波长、折射率等7.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解迈克尔逊干涉仪的构造和应用7.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对迈克尔逊干涉仪的理解程度第八章：激光干涉技术8.1 教学目标了解激光干涉技术的原理掌握激光干涉技术的应用理解激光干涉技术在现代科技中的重要性8.2 教学内容激光干涉技术的原理：激光的相干性和干涉现象激光干涉技术的应用：测距、测速、光学成像等激光干涉技术在现代科技中的重要性：精密测量、光盘刻录等8.3 教学方法采用讲解和示例的方式进行教学通过实际应用案例帮助学生理解激光干涉技术的原理和应用8.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对激光干涉技术的理解程度第九章：干涉现象的数学描述9.1 教学目标掌握干涉现象的数学表达式理解干涉条纹的分布规律学会运用数学方法分析干涉现象9.2 教学内容干涉现象的数学表达式：干涉条纹的间距、强度等干涉条纹的分布规律：等间隔、对称、非等间隔等运用数学方法分析干涉现象：傅里叶级数、衍射理论等9.3 教学方法采用讲解和练习的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解干涉现象的数学描述方法9.4 教学评估通过课堂提问和练习题来评估学生对干涉现象数学描述的理解程度第十章：光的干涉现象研究前沿10.1 教学目标了解光的干涉现象研究的新进展掌握干涉现象在前沿领域的应用培养学生的创新意识和科研能力10.2 教学内容光的干涉现象研究的新进展：量子干涉、非线性干涉等干涉现象在前沿领域的应用：光子晶体、光学芯片等培养学生的创新意识和科研能力：探索新的干涉现象和应用10.3 教学方法采用讲座和讨论的方式进行教学通过前沿领域的实例和科研项目帮助学生了解光的干涉现象的研究前沿10.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉现象研究前沿的理解程度第十一章：干涉现象的计算机模拟11.1 教学目标了解计算机模拟干涉现象的方法掌握计算机模拟干涉现象的软件工具能够运用计算机模拟干涉现象并分析结果11.2 教学内容计算机模拟干涉现象的方法：数值模拟、图像处理等计算机模拟干涉现象的软件工具：Python、MATLAB等运用计算机模拟干涉现象并分析结果：编写程序、调整参数、分析干涉条纹等11.3 教学方法采用讲解和练习的方式进行教学通过示例和图示帮助学生理解计算机模拟干涉现象的方法和工具11.4 教学评估通过课堂提问和练习题来评估学生对计算机模拟干涉现象的理解程度第十二章：光的干涉现象实验设计与分析12.1 教学目标能够设计光的干涉现象实验掌握实验数据的采集与处理方法理解实验结果的分析与解释12.2 教学内容光的干涉现象实验设计：选择实验器材、确定实验步骤、设计实验方案实验数据的采集与处理方法：使用仪器测量、记录数据、处理数据实验结果的分析与解释：分析干涉条纹的特性、解释实验结果、讨论实验误差12.3 教学方法采用实验演示和分组实验的方式进行教学通过实验操作和观察帮助学生理解实验设计与分析的方法12.4 教学评估通过实验报告和实验讨论来评估学生对光的干涉现象实验设计与分析的理解程度第十三章：光的干涉现象在科学研究中的应用13.1 教学目标了解光的干涉现象在科学研究中的应用领域掌握光的干涉现象在实际科研中的实例培养学生的科研思维和创新能力13.2 教学内容光的干涉现象在科学研究中的应用领域：物理、化学、生物等光的干涉现象在实际科研中的实例：干涉光谱、干涉成像等培养学生的科研思维和创新能力：分析实际问题、设计干涉实验、提出解决方案13.3 教学方法采用讲解和实例分析的方式进行教学通过实际科研案例帮助学生了解光的干涉现象在科学研究中的应用13.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉现象在科学研究中的应用的理解程度第十四章：光的干涉现象与技术的发展趋势14.1 教学目标了解光的干涉现象与技术的发展趋势掌握新兴干涉技术及其应用培养学生的前瞻性和判断力14.2 教学内容光的干涉现象与技术的发展趋势：从传统干涉到纳米干涉、量子干涉等新兴干涉技术及其应用：光子集成电路、量子干涉仪等培养学生的前瞻性和判断力：分析技术发展、预测未来应用、评估潜在挑战14.3 教学方法采用讲座和讨论的方式进行教学通过前沿技术的实例和未来展望帮助学生了解光的干涉现象与技术的发展趋势14.4 教学评估通过课堂提问和讨论来评估学生对光的干涉现象与技术的发展趋势的理解程度第十五章：光的干涉现象综合讨论与研究15.1 教学目标能够综合运用所学知识分析光的干涉现象培养学生的独立研究和批判性思维能力了解光的干涉现象在实际应用中的挑战与机遇15.2 教学内容光的干涉现象综合讨论：结合不同章节内容，分析复杂的干涉现象培养学生的独立研究和批判性思维能力：设计研究问题、收集资料、提出观点了解光的干涉现象在实际应用中的挑战与机遇：讨论干涉技术的发展瓶颈和潜在解决方案15.3 教学方法采用小组讨论和报告的方式进行教学通过实际案例和问题引导学生进行综合分析和批判性思考15.4 教学评估通过小组报告和课堂讨论来评估学生对光的干涉现象综合讨论与研究的能力重点和难点解析重点：1. 光的干涉现象的定义、产生条件和特点。
光的干涉物理教案
光的干涉物理教案第一章：光的干涉现象1.1 教学目标了解干涉现象的定义掌握双缝干涉和单缝衍射的区别理解干涉条纹的产生原理1.2 教学内容干涉现象的定义和特点双缝干涉实验的原理和现象单缝衍射实验的原理和现象干涉条纹的产生原理和特点1.3 教学方法讲授干涉现象的定义和特点演示双缝干涉和单缝衍射实验引导学生进行实验观察和分析解答学生的疑问和讨论第二章：干涉条纹的分布和间距2.1 教学目标掌握干涉条纹的分布规律理解干涉条纹间距与波长的关系2.2 教学内容干涉条纹的分布规律和特点干涉条纹间距与波长的关系红色和绿色激光束的干涉实验观察2.3 教学方法讲授干涉条纹的分布规律和特点演示红色和绿色激光束的干涉实验引导学生进行实验观察和分析解答学生的疑问和讨论第三章：光的干涉测量技术3.1 教学目标了解干涉测量技术的原理和应用掌握干涉仪的结构和工作原理3.2 教学内容干涉测量技术的原理和应用干涉仪的结构和工作原理干涉仪的实验操作和数据处理3.3 教学方法讲授干涉测量技术的原理和应用演示干涉仪的实验操作和数据处理引导学生进行实验观察和分析解答学生的疑问和讨论第四章：光的干涉现象在现代科技中的应用4.1 教学目标了解光的干涉现象在现代科技中的应用掌握干涉原理在光学仪器和technology中的应用4.2 教学内容干涉原理在光学仪器中的应用干涉原理在technology中的应用实际应用案例的分析和讨论4.3 教学方法讲授干涉原理在光学仪器和technology中的应用分析实际应用案例并进行讨论引导学生进行思考和提问解答学生的疑问和讨论第五章：光的干涉现象的实验操作和数据处理5.1 教学目标掌握光的干涉现象的实验操作技巧学习干涉实验数据的处理方法5.2 教学内容光的干涉现象的实验操作技巧干涉实验数据的处理方法实验误差的分析和减小方法5.3 教学方法演示光的干涉现象的实验操作引导学生进行实验操作并记录数据教授干涉实验数据的处理方法分析实验误差并进行讨论第六章：杨氏双缝干涉实验6.1 教学目标理解杨氏双缝干涉实验的原理掌握实验装置和操作步骤解释干涉条纹的形成机制6.2 教学内容杨氏双缝干涉实验的历史背景实验装置的结构和功能实验操作步骤和注意事项干涉条纹的形成机制和特点6.3 教学方法讲授杨氏双缝干涉实验的历史背景和原理演示实验装置和操作步骤引导学生进行实验操作和观察解答学生的疑问和讨论第七章：迈克尔逊干涉仪7.1 教学目标了解迈克尔逊干涉仪的原理和构造掌握迈克尔逊干涉仪的操作方法能够分析干涉条纹来测量光的波长7.2 教学内容迈克尔逊干涉仪的原理和构造实验操作方法和步骤利用干涉条纹测量光的波长7.3 教学方法讲授迈克尔逊干涉仪的原理和构造演示实验操作方法和步骤引导学生进行实验操作和数据记录解答学生的疑问和讨论第八章：光的干涉现象的数学描述8.1 教学目标掌握干涉现象的数学表达式理解相干条件及其在干涉现象中的应用学会使用干涉条纹间距公式进行计算8.2 教学内容干涉现象的数学表达式和原理相干条件及其对干涉条纹的影响干涉条纹间距公式的推导和应用8.3 教学方法讲授干涉现象的数学表达式和原理推导干涉条纹间距公式并进行解释引导学生进行数学计算和问题讨论解答学生的疑问和讨论第九章：非线性光学与和频干涉9.1 教学目标理解非线性光学的基本概念掌握和频干涉现象的原理了解和频干涉在现代光学技术中的应用9.2 教学内容非线性光学的基本原理和现象和频干涉现象的原理和特点和频干涉在现代光学技术中的应用案例9.3 教学方法讲授非线性光学的基本原理和现象演示和频干涉现象的实验或模拟引导学生进行实验观察和分析解答学生的疑问和讨论第十章：光的干涉现象综合实验与研究10.1 教学目标能够设计和实施光的干涉现象的综合实验掌握实验数据收集、处理和分析的方法10.2 教学内容光的干涉现象综合实验的设计和实施实验数据的收集、处理和分析方法10.3 教学方法指导学生设计和实施光的干涉现象的综合实验引导学生进行实验数据的收集、处理和分析重点和难点解析一、光的干涉现象的定义和特点：理解干涉现象的本质，以及干涉现象与衍射现象的区别。
第十章 第一讲 相干光 杨氏双缝干涉
mm, 现要能用肉眼观察干涉条纹, 双缝的最大间距是多少？
解: (1) 相邻两明纹的间距公式为 D x = ① d d=2mm时, x =0.295mm
d=10mm时,
x =0.059mm
(2) 如果仅能分辨x =0.15mm, 则由①知:此时双缝间距为 D d = 4mm x 双缝间距大于4mm,肉眼无法分辨.
L2
注意: 各波列的 E , 可能各不相同
E3
结论: 同一原子先后发出的光及同一
时刻不同原子发出的光的频率 、振 动方向、初相、发光的时间均是随机 的. 各光波列互不相干！
3
E2 E1
一、普通光源的发光机制和特点 1．普通光源 ——由原子自发辐射发出光. 各光波列互不相干！
各光波列相干！ 2．激光光源 ——由受激辐射产生光.（§ 13-10） 二、相干光的获得
d
r2
x
O
d tan S2 D x = d (D ～ 1m .d～1mm) 很小 d << D x << D D x k k 0,1,2, 干涉加强 出现明纹 d D (2k 1) k 0 , 1 , 2 , 干涉减弱 出现暗纹 2
条纹位置:
观察、实验： 光的直线传播、反射和折射, 形成了“光线”的概念
发明： 透镜、凹面镜、望远镜.
二)．几何光学时期 (11~18世纪末) 实验： 建立了反射和折射定律.
发现： 光的“色散”现象、红外线、紫外线.
理论： 开始思考光的本性是什么？ (1) 牛顿的机械微粒说： 光是按照惯性定律沿直线飞行的微粒流. (2)惠更斯的机械波动说： 光是在特殊媒质“以太”中传播的机械波.
2 1
工程光学习题解答第十章_光的干涉
第^一章光的干涉1. 双缝 间距为1mm 离观察屏 1m,用钠 光灯做光 源，它 发出两种 波长的单色 光「=589.Onm 和 ^589.6nm ，问两种单色光的第十级亮条纹之间的间距是多 少？解：由题知两种波长光的条纹间距分别为 •••第十级亮纹间距.：-10 e 2 V-10 589.6-589 106 =0.6 10‘m2.在杨氏实验中，两小孔距离为 1mm 观察屏离小孔的距离为 50cm,当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时（见图 11-17 ）,发现屏上的条纹系统移动了0.5场面，试决定试件厚度。
入气室内气体的折射率。
解：设气体折射率为 n ,则光程差改变 厶=n-n 0 h4. ** 垂直入射的平面波通过折射率为题2n 的玻璃板，投射光经投射会聚到焦点上。
玻 璃板的厚度沿着C 点且垂直于图面（见图11-18 ）的直线发生光波波长量级的突变 d ,问d 为多少时，焦点光强是玻璃板无突变时光强的一半。
解：无突变时焦点光强为"4l 0,j 突变时为 论10，设d',D.解：设厚度为h ，则刖后光程差为一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装 定的干涉条纹系。
继后抽去气室中的 气，注入某种气体，发现条纹系移动了x 在观察屏上观察到稳25 纭=656.28nm ，空气折射率 ——D ----------------------------------P 0n 0 =1.000276。
试求注又:厶二 n —1)d若光波的波长为九，波长宽度为 ■，相应的频率和频率宽度记为 > 和,证明…，对于 -632.8nm 的氦氖激光，波长宽度"-2 10^nm ，求频 'I 图 11-18率宽度和相干长度。
对于’=632.8 nm — -—6. 直径为0.1mm 的一段钨丝用作杨氏实验的光源，为使横向相干宽度大于必须与灯相距离多少？解：设钨灯波长为■，则干涉孔径角一：bc1mm 双孔又•••横向相干宽度为 d =1mm 的一个小孔刖, 个条纹，已知照明光波-n R 17. 在等倾干涉实验中，若照明光波的波长 卑=600nm ，平板的厚度h =2mm ，折射率门=1.5 ，其下表面涂上某种高折射率介质（>1.5），问（1）在反射光方向观察到的圆条纹中心是暗还是亮？ （ 2）由中心向外计算，第 10个亮纹的半径是多少？（观察望远镜物镜的焦距为20cm ） （ 3）第10个亮环处的条纹间距是多少？解：（1） T n 。
工程光学习题解答第十章_光干涉
第十一章 光的干涉1． 双缝间距为1mm,离观察屏1m,用钠光灯做光源，它发出两种波长的单色光nm 0.5891=λ和nm 6.5892=λ，问两种单色光的第十级亮条纹之间的间距是多少？解：由题知两种波长光的条纹间距分别为961131589105891010D e m d λ---⨯⨯===⨯ 962231589.610589.61010D e m d λ---⨯⨯===⨯ ∴第十级亮纹间距()()65211010589.6589100.610e e m -∆=-=⨯-⨯=⨯2． 在杨氏实验中，两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为50cm,当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中一个小孔时（见图11-17），发现屏上的条纹系统移动了0.5场面，试决定试件厚度。
解：设厚度为h ，则前后光程差为()1n h ∆=- ()1x dn h D∆⋅∴-=230.510100.580.5h --⨯⨯=21.7210h mm -=⨯3． 一个长30mm 的充以空气的气室置于杨氏装置中的一个小孔前，在观察屏上观察到稳定的干涉条纹系。
继后抽去气室中的空气，注入某种气体，发现条纹系移动了25个条纹，已知照明光波波长nm 28.656=λ，空气折射率000276.10=n 。
试求注入气室内气体的折射率。
解：设气体折射率为n ，则光程差改变()0n n h ∆=- DPxS 2S 1R 1 R 2hP 0图11-47 习题2 图()02525x d dn n h e D Dλ∆⋅∴-==⋅= 9025656.2810 1.000276 1.0008230.03m n n h λ-⨯⨯=+=+= 4． ** 垂直入射的平面波通过折射率为n 的玻璃板，投射光经投射会聚到焦点上。
玻璃板的厚度沿着C 点且垂直于图面（见图11-18）的直线发生光波波长量级的突变d ，问d 为多少时，焦点光强是玻璃板无突变时光强的一半。
解：无突变时焦点光强为04I ，有突变时为02I ，设',.d D 200'4cos 2xd I I I Dπλ== ()'104xd m m D λ⎛⎫∴∆==+≥ ⎪⎝⎭又()1n d ∆=-114d m n λ⎛⎫∴=+ ⎪-⎝⎭5． 若光波的波长为λ，波长宽度为λ∆，相应的频率和频率宽度记为ν和ν∆，证明λλνν∆=∆，对于nm 8.632=λ的氦氖激光，波长宽度nm 8102-⨯=∆λ，求频率宽度和相干长度。
大学物理_第十章光的波动性
s1
d 约 10-4 m。
S d
首先找到两条光路的
s2
波程差： r2r1dsin
sintg x
D
P
r1
x
r2
o
D
d x D
根据干涉原理，波程差决定了干涉的强弱效果： 波程差为波长的整数倍时，干涉极大； 波程差为半波长的奇数倍时，干涉极小。
干涉的明暗条纹
当 d x k 时，干涉极大，
D
即：
相邻两明纹或暗纹间的距离、 明条纹或暗条纹的间距为：
x D
d
波长变化对干涉条纹的影响
双缝间距变化对干涉条纹的影响
1、双缝干涉形成等间距的明暗条纹。双缝间距 d 愈小 ，干涉条纹间距Δx 愈大，干涉愈明显。d大到一定程度 ，条纹间距小于0.1 mm时，肉眼观察不到干涉现象。
2、 愈大，则条纹间距大；复色光源做实验时，红光在
光的两种互补性质：
传播过程中显示波动性，与其他物质相互作用时显 示粒子性。
主要内容
1、光的干涉 光的相干性 杨氏双缝干涉 薄膜干涉 迈克尔逊干涉仪
2、光的衍射 惠更斯 — 菲涅耳原理 单缝衍射 衍射光栅 光学仪器的分辩本领 X 射线衍射
3、光的偏振 自然光和偏振光 双折射 旋光性
4、光的吸收和散射
第十章 光的波动性
光是什么？
光是人类以及各种生物生活中不可或缺的要素。 牛顿：光是由“光微粒”组成的，是一种机械观； 惠更斯、托马斯·杨、菲涅耳：光是介质中传播的波；
能发生干涉、衍射。 麦克斯韦的电磁理论：光是一种电磁波。 迈克尔逊实验：电磁波的传播不需要介质。
光电效应 康普顿散射：光具有粒子性，这种粒子称做“光量子”， 德布罗意：所有物质都具有波粒二象性。
光的干涉教案文件
光的干涉教案文件第一章：光的干涉现象简介1.1 光的基本概念：光的传播、反射、折射和衍射。
1.2 干涉现象的定义：当两束或多束相干光波重叠时，它们在空间中产生明暗相间的干涉条纹。
1.3 干涉现象的产生条件：相干光的来源、相干光的叠加、光的传播路径差。
第二章：双缝干涉实验2.1 双缝干涉实验的原理：光通过两个狭缝后，形成干涉条纹。
2.2 双缝干涉实验的装置：狭缝、屏幕、光源。
2.3 双缝干涉实验的操作步骤：调整狭缝间距、观察干涉条纹、测量干涉条纹间距。
2.4 双缝干涉实验的结果：干涉条纹的形状、间距与狭缝间距的关系。
第三章：单缝衍射实验3.1 单缝衍射实验的原理：光通过一个狭缝后，形成衍射图样。
3.2 单缝衍射实验的装置：狭缝、屏幕、光源。
3.3 单缝衍射实验的操作步骤：调整狭缝宽度、观察衍射图样、测量衍射角。
3.4 单缝衍射实验的结果：衍射角度、衍射条纹宽度与狭缝宽度的关系。
第四章：薄膜干涉现象4.1 薄膜干涉现象的原理：光在薄膜上下表面反射形成的干涉。
4.2 薄膜干涉现象的观察：通过观察光的干涉条纹、色彩变化来研究薄膜厚度、折射率等参数。
4.3 薄膜干涉现象的应用：光学滤光片、增透膜、反射镜等。
4.4 薄膜干涉现象的实验操作：制备薄膜、观察干涉现象、测量干涉条纹。
第五章：光的干涉现象在现代技术中的应用5.1 激光干涉仪：利用干涉原理测量长度、角度等物理量的高精度仪器。
5.2 干涉显微镜：利用干涉原理观察微小物体的高分辨率显微镜。
5.3 光纤通信：利用光的全反射和干涉原理实现高速、长距离的信息传输。
5.4 光学薄膜技术：利用干涉原理制备具有特定光学性能的薄膜材料。
第六章：迈克尔逊干涉仪6.1 迈克尔逊干涉仪的原理：利用两个反射镜反射光线相互干涉的原理。
6.2 迈克尔逊干涉仪的构造：光源、分束器、反射镜、合束器、观察屏。
6.3 迈克尔逊干涉仪的操作步骤：调整反射镜位置、观察干涉条纹、测量干涉条纹变化。
光的干涉》教案-新人教选修
光的干涉》教案-新人教选修第一章：光的干涉现象1.1 教学目标：了解干涉现象的定义和特点掌握干涉现象的产生条件理解干涉现象的原理和应用1.2 教学内容：干涉现象的定义和特点干涉现象的产生条件：相干光源、相干介质、相干接收器干涉现象的原理：光波的叠加和相干性干涉现象的应用：干涉仪、干涉滤光片等1.3 教学方法：讲授干涉现象的定义和特点，通过示例和图示进行讲解通过实验演示干涉现象的产生条件，让学生亲手操作并观察干涉现象讲解干涉现象的原理，结合数学公式和图示进行解释通过实际应用案例，让学生了解干涉现象在现实中的应用价值第二章：双缝干涉实验2.1 教学目标：理解双缝干涉实验的原理和装置掌握双缝干涉实验的操作方法和观察结果分析双缝干涉条纹的分布规律和特点2.2 教学内容：双缝干涉实验的原理和装置：双缝、光源、屏板、滤光片等双缝干涉实验的操作方法：调整双缝间距、改变光源强度等双缝干涉条纹的分布规律和特点：等间距、对称、中心亮条纹等2.3 教学方法：讲解双缝干涉实验的原理和装置，通过图示和实物模型进行讲解演示双缝干涉实验的操作方法，让学生亲手操作并观察实验结果分析双缝干涉条纹的分布规律和特点，结合图示和实验数据进行讲解第三章：单缝衍射实验3.1 教学目标：理解单缝衍射实验的原理和装置掌握单缝衍射实验的操作方法和观察结果分析单缝衍射条纹的分布规律和特点3.2 教学内容：单缝衍射实验的原理和装置：单缝、光源、屏板、滤光片等单缝衍射实验的操作方法：调整单缝宽度、改变光源强度等单缝衍射条纹的分布规律和特点：非等间距、不对称、中心亮条纹等3.3 教学方法：讲解单缝衍射实验的原理和装置，通过图示和实物模型进行讲解演示单缝衍射实验的操作方法，让学生亲手操作并观察实验结果分析单缝衍射条纹的分布规律和特点，结合图示和实验数据进行讲解第四章：多缝干涉实验4.1 教学目标：理解多缝干涉实验的原理和装置掌握多缝干涉实验的操作方法和观察结果分析多缝干涉条纹的分布规律和特点4.2 教学内容：多缝干涉实验的原理和装置：多缝、光源、屏板、滤光片等多缝干涉实验的操作方法：调整多缝间距、改变光源强度等多缝干涉条纹的分布规律和特点：等间距、对称、中心亮条纹等4.3 教学方法：讲解多缝干涉实验的原理和装置，通过图示和实物模型进行讲解演示多缝干涉实验的操作方法，让学生亲手操作并观察实验结果分析多缝干涉条纹的分布规律和特点，结合图示和实验数据进行讲解第五章：光的干涉现象在现代科技中的应用5.1 教学目标：了解光的干涉现象在现代科技中的应用领域掌握光的干涉现象在现代科技中的应用原理和技术培养学生的创新意识和实践能力5.2 教学内容：光的干涉现象在现代科技中的应用领域：光学仪器、光电子技术、光学通信等光的干涉现象在现代科技中的应用原理和技术：干涉仪、干涉滤光片、干涉条纹等5.3 教学方法：讲解光的干涉现象在现代科技中的应用领域，结合实际情况进行讲解讲解光的干涉现象在现代科技中的应用原理和技术，结合图示和实物进行讲解开展实践活动，让学生亲手制作干涉滤光片等，培养学生的创新意识和实践能力第六章：干涉现象的数学描述6.1 教学目标：理解干涉现象的数学描述方法掌握干涉条纹的数学表达式和计算方法学习利用数学模型分析干涉现象6.2 教学内容：干涉现象的数学描述方法：叠加原理、相干函数、干涉条纹的数学表达式干涉条纹的计算方法：条纹间距、条纹对比度等参数的计算利用数学模型分析干涉现象：双缝干涉、单缝衍射、多缝干涉等6.3 教学方法：讲解干涉现象的数学描述方法，通过数学公式和图示进行解释学习干涉条纹的计算方法，结合实验数据进行计算练习利用数学模型分析不同干涉现象，让学生理解干涉现象的内在规律第七章：干涉现象的观测与测量7.1 教学目标：学会使用干涉现象进行观测与测量掌握干涉现象的观测工具和测量方法理解干涉现象在观测与测量中的应用7.2 教学内容：干涉现象的观测工具：光学显微镜、干涉望远镜等干涉现象的测量方法：干涉条纹的测量、干涉图的记录与分析干涉现象在观测与测量中的应用：长度测量、角度测量、折射率测量等7.3 教学方法：介绍干涉现象的观测工具和测量方法，通过实物展示和图示进行讲解学习干涉条纹的测量和干涉图的记录与分析，进行实际操作练习了解干涉现象在观测与测量中的应用，结合实际案例进行讲解第八章：干涉现象的科研与应用8.1 教学目标：了解干涉现象在科研中的应用领域掌握干涉现象在科研中的关键技术培养学生的科研素养和创新能力8.2 教学内容：干涉现象在科研中的应用领域：光学干涉成像、干涉光谱、干涉计量等干涉现象在科研中的关键技术：干涉仪的设计与制作、干涉数据的处理与分析开展科研实践活动，让学生参与干涉现象相关的科研项目8.3 教学方法：介绍干涉现象在科研中的应用领域，结合实际情况进行讲解讲解干涉现象在科研中的关键技术，通过图示和实物进行讲解开展科研实践活动，让学生亲手操作干涉仪器，培养学生的科研素养和创新能力第九章：光的干涉现象与环境9.1 教学目标：了解光的干涉现象与环境的关系掌握光的干涉现象在环境监测中的应用培养学生的环保意识和实践能力9.2 教学内容：光的干涉现象与环境的关系：大气污染、水污染等环境因素对光的干涉现象的影响光的干涉现象在环境监测中的应用：干涉仪在空气质量监测、水质监测等方面的应用开展环保实践活动，让学生参与光的干涉现象在环境监测中的应用9.3 教学方法：讲解光的干涉现象与环境的关系，结合实际情况进行讲解讲解光的干涉现象在环境监测中的应用，通过实例进行讲解开展环保实践活动，让学生亲手操作干涉仪器，培养学生的环保意识和实践能力第十章：光的干涉现象的未来发展10.1 教学目标：了解光的干涉现象的未来发展趋势掌握光的干涉现象在前沿领域的应用培养学生的创新意识和实践能力10.2 教学内容：光的干涉现象的未来发展趋势：光子计算、光子集成电路、量子干涉等光的干涉现象在前沿领域的应用：光子芯片、量子计算机、光子传感器等开展创新实践活动，让学生参与光的干涉现象在前沿领域的应用10.3 教学方法：讲解光的干涉现象的未来发展趋势，结合前沿科技进行讲解讲解光的干涉现象在前沿领域的应用，通过实例进行讲解开展创新实践活动，让学生亲手操作干涉仪器，培养学生的创新意识和实践能力重点和难点解析一、光的干涉现象的定义和特点：理解干涉现象的本质和特征，掌握干涉现象的产生条件。
第十章-光的干涉
光波波列：
L 约10
3
E1
~ 101 m
-13.6 eV
氢原子能级和发光跃迁
普通光源的发光机理-----原子发光模型 1. 发光的间隙性
2.发光的随机性 两个独立的光源不可能成为一对相干光源
即使两个光源的频率相同，但是由于原子发光是随机 的，间歇性的，两束光波的振动方向不可能一致，相 位差不可能恒定。 钠 光 灯A 钠 光 灯B
，
（2）
0.2 D 1.5 103 （3） xr1 lr 760 10-6 5.7(mm) d 0.2 D 1.5 103 xv 2 2 lv 2 400 10-6 6(mm) d 0.2
x1
d
(lr lv )=
(760 400) 10-6 2.7(mm)
I0/2
l
Δλ
l
Δ λ
谱线宽度
复色光
相干光
先对光波做一描述： 光波是矢量 E 和 H 在空间的传播。
E
实验证明光波中参与与 物质相互作用（感光作用 、生理作用等）的是E 矢 H 量，称它为光矢量。
E 矢量的振动称为光振动。
0Байду номын сангаас
x
2r ) 光矢量 E E0 cos( t 0
1.相邻亮纹间距
屏上图样 n=1 D d S1
d S2
D x xk 1 xk l d
等间距
C
r1 r2
P
X X
r
x
I O
D
2级明纹 2级暗纹 1级明纹 1级暗纹 0级明纹 -1级暗纹 -1级明纹 -2级暗纹 -2级明纹
1.相邻亮纹间距
《光的干涉》课件
特定的干涉条纹。
实验步骤
1. 制备不同厚度的薄膜样品。
2. 将光源对准薄膜，使光波入射到薄 膜表面。
3. 观察薄膜表面的干涉条纹，分析干 涉现象与薄膜厚度的关系。
迈克尔逊干涉仪
实验目的：利用迈克尔逊干涉仪观察不同波长的光的干 涉现象。 实验步骤
2. 将不同波长的光源依次对准迈克尔逊干涉仪。
实验原理：迈克尔逊干涉仪通过分束器将一束光分为两 束，分别经过反射镜后回到分束器，形成干涉。
1. 调整迈克尔逊干涉仪，确保光路正确。
3. 观察不同波长光的干涉条纹，分析干涉现象与波长 的关系。
04
光的干涉的应用
光学干涉测量技术
干涉仪的基本原理
干涉仪利用光的干涉现象来测量长度、角度、折射率等物理量。干涉仪的精度极高，可以达到纳米级 别。
光的波动性是指光以波的形式传播， 具有振幅、频率和相位等波动特征。
光的干涉是光波动性的具体表现之一 ，当两束或多束相干光波相遇时，它 们会相互叠加产生加强或减弱的现象 。
波的叠加原理
波的叠加原理是物理学中的基本原理之一，当两列波相遇时，它们会相互叠加， 形成新的波形。
在光的干涉中，当两束相干光波相遇时，它们的光程差决定了干涉加强或减弱的 位置。
多功能性
光学干涉技术将向多功能化发展，实现同时进行 多种参数的测量和多维度的信息获取。
光学干涉技术的挑战与机遇
挑战
光学干涉技术面临着测量精度、 稳定性、实时性等方面的挑战， 需要不断改进和完善技术方法。
机遇
随着科技的不断进步和应用需求 的增加，光学干涉技术在科学研 究、工业生产、医疗等领域的应 用前景将更加广阔。
劳埃德镜和菲涅尔双面镜10-2分振幅干涉
(2) 不太大时条纹等间距(条纹间距与条纹级数无
关(3)) 中间级次低，两边级次高；
（某条纹级次 = 该条纹相应的 r2 r1
之值）
亮纹： k ，k =±1，2…（整数级）
暗纹： (k+1/2)
（半整数级）
(4) 白光入射时，0级亮纹中心为白色 (可用来定0 级位置)，其余级亮纹构成彩带，1级红色在内侧? 第2级开始出现重叠（为什么？）
1. 等倾干涉 2. 等厚干涉: 劈尖干涉和牛顿环 3. 麦克尔逊干涉仪
§10-1 分波前干涉
§10-1 分波前干涉
一. 光的相干
任何发光的物体, 都可以叫做光源. 光源的最基本发光单元是分子、原子。
能级跃迁辐射
E2 •
波列
= (E2-E1)/h
E1 •
波列长 L = c
§10-1 分波前干涉
n ( 设n >Bn )
例如在膜面上（P点）
1、2两束反射光相干叠加，就可行成明暗条纹。
§10-2 薄膜干涉
实际应用中大都是平行光垂直入射到劈尖上。
考虑到劈尖夹角极小， 反射光1、2在膜面的光 程差可简化计算。
单色平行光垂直入射
： 14 0~15 0rad
反射光2 反射光1
A：1、2的光程差
n n
§10-1 分波前干涉
2.光程差及条纹特点
(1)光程差
r1
S1
d
r2
S2 ΔL
D
半径足够长,
· P y
弧长足够小 则弧与半径
y 近似垂直.
o z 两锐角的边
分别垂直,
则两角相等.
实验条件 (不加说明时, 实验在真空(或空气)中进行)
物理学-10-1 光的干涉
明纹 k=0,1,2… 暗纹 k=1,2…
k=0(中央明纹 中央明纹) 中央明纹 k=1(-1级明纹 级明纹) 级明纹 k=2(-2级明纹 级明纹) 级明纹
表示各级条纹在屏幕中心O点 ±：表示各级条纹在屏幕中心 点
k——干涉条纹的级次
k=0 有x=0，δ =0 ——中央明条纹 ，
（2）条纹特点 —明暗相间等间距分布 ） 明暗相间等间距分布
θ 很小
x δ 波程差： = r1 − r2 = d D （1）条纹分布 ）
D ±k d λ x= ±(2k −1) D λ 2d
两侧对称分布
3.干涉规律
λ 加强 k=0,1,2… ± 2k 2 = ± (2k − 1) λ 减弱k=1,2… 2
k=2(+2级明纹 级明纹) 级明纹 k=1(+1级明纹 级明纹) 级明纹
2 1 3
n1 = 1.0
n2 = 1.38
n3 = 1.50 玻璃
e
则反射最少时薄膜厚度最小值为 取k = 1 ，则反射最少时薄膜厚度最小值为 1 λ 1 550 e = ⋅ = ⋅ ≈ 100 nm 4 n2 4 1 .3 8
Dλ Dλ Dλ （3） x+3 − x−5 = 3 − (−5 ) = 8 ） d d d 0.50 × 589.3 ×10−9 = 8× = 1.5 ×10−3 m 1.2 ×10−3
三、劳埃德镜
相干光源：实光源S1和一个虚光源 S2 验证了反射时有半波损失存在—当屏幕 P 移至 L 处，从 S1 和 S2 到 L点的光程差为零，但是观察到L 点为暗条纹. 表明：入射光与反射光在L处相位相反，即相位差为π.
S1 S2
D
n e
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由折射定律和几何关系可得出：
n1siinn2sin
AD AsBiin
A CC Be/cos
AB2etan
2en2(c1osscio2ns)2
2en2cos
2
2e n2 2n12si2ni2
干涉条件
2e
n22
n12
sin2 i
2
2en2cos
2
k
k1,2, 加强（明
(2k1) 2 k0,1,2, 减弱（暗
一、薄膜干涉
在一均匀透明介质n1中
放入上下表面平行,厚度
a
n1
a1
i
D B
a2
为e 的均匀介质 n2(>n1)，
n2
A
e
用光源照射薄膜，其反射 和透射光如图所示
n1
C
分振幅法
光线a2与光线 a1的光程差为：
a
n 2 (A C C ) n B 1 A D /2nn12
iD
A
a1
B
a2
e
半波损失 n1 C
I10 (I1I22I1I2co s)dt
I1I22I1I210 cosdt
1、非相干叠加
独立光源的两束光或同一光源的不同部位所发出
的光的位相差“瞬息万变”
1
0
cosdt0
II1I2
叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，
无干涉现象
Байду номын сангаас
2、相干叠加 满足相干条件的两束光叠加后
II1I22I1I2co s
为 ,在相遇点的振幅分别为 E10和E20 ，由于它们
振动方向相同，则：
E1E10cost (12r1) E2E20 cots(22r2)
它们在相遇点所引起的合光振动为
E 2 E 1 2 0E 2 2 02 E 1E 0 2c 0 os
II1I22I1I2co s
212(r2r1)
表示两列光波在相遇点的相位差
2 r 2 nr n
S1
r1
n 1 2 r 2 nr
S2
r2 P n 2
n
2 rn 112 rn 22 2 (n 1r1n 2r2)
光程 niri
i
nr c r ct u
光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程
即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算 为光在真空中的路程
(n2r2n1r1) 光程差
2
光在真空中的波长
若两相干光源不是同位相的
0
2
两相干光源同位相，干涉条件
k,
(2k1)
2
k0,1,2…加强（明） k0,1,2…减弱（暗）
10-5 双缝干涉
一、杨氏双缝干涉
S1 * S*
S2 *
分波阵面法
二 杨氏干涉条纹分析
相位差：
2
(r1r2)
S 1 r1
Sd
p
r2
x
o
光程差： r2r1dsin
位相差恒定，有干涉现象
若 I1 I2
I2I1(1co s)4I1co 22 s
2 k I4 I1
相长干涉
(2 k 1 )I 0 相消干涉
k0,1,2,......
I 5 3 O 3 5
4 I 1 两相干光束
2 I 1 两非相干光束
I 1 一个光源
普通光源获得相干光的途径（方法）
1 分波前的方法 2 分振幅的方法
时有半波损失存在。
例：已知：S2 缝上覆盖
的介质厚度为 h ，折射率
S1
r1
为 n ，设入射光的波长为 S 2
r2
.
h
问：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第
k 级明条纹处，其厚度 h 为多少？
解：从S1和S2发出的相干光所对应的光程差
(r2hn)h r1
当光程差为零时，对应 r2r1(n1)h 0
x x D x 1d
若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。
k 3 k 1
k2
k 1 k 2 k 3
(3) D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。
方法一： xd/(kD )
方法二： xd /D
三、双缝型的其他干涉装置
1、菲涅耳双面镜
光栏
S
W
虚光源 S 1 、S 2
M1
x
S1 S 2 平行于 WW '
杨氏干涉 等倾干涉、等厚干涉
二 光程与光程差
干涉现象决定于两束相干光的位相差
212(r2r1)
两束相干光通过不同的介质时，位相差不能单纯由几
何路程差决定。
真空光 中的波长 c
u
介质中光的波n长
c n
n
n
u
一定频率的光波在折射率为n的介质中传播时，其波 长为真空中波长的1/n倍
光在介质中传播几何路程 为r，相应的位相变化为
零条纹的位置应满足： 所以零级明条纹下移
原来 k 级明条纹位置满足：
r2r1 k
S1
S2
设有介质时零级明条纹移
h
到原来第 k 级处，它必须
同时满足：
r2r1(n1)hk
h k
n 1
r1
r2
10-6 等厚干涉和等倾干涉
利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射， 可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。
d
S1
S2
C
M2
o
W'
dD
D
屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕
上明暗条纹中心对O点的偏离 x为：
x k D
明条纹中心的位置
d
x2k1 D
暗条纹中心的位置
k0,1,2
2d
2 洛埃镜
E
S1
d
S2
光栏
E
p
p'
Q'
M
L
Q
D
E
当屏幕 E 移至E'处，从 S1和 S2 到 L点的 光程差为零，但是观察到暗条纹，验证了反射
10-4 光波的叠加 光程
几列光波在空间相遇后，每列光波都保持各自原有 特性（频率、波长、振动方向等）不变，按原方向 继续传播，在相遇区域内各点的光振动为每列光波 在该点独立引起的光振动的叠加
一 光波的相干叠加
相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定
相干波
干涉现象
设有两列相干光波的光矢量 E1和E2的振动圆频率
a
a1
n1
i
D B
n 2 A
n1 C
a2
对同样的入射光来说，当
反射方向干涉加强时，在
e 透射方向就干涉减弱。
2e n22n12sin2i
透射光干涉条纹和反射光干涉条纹互补
厚度均匀e恒 （定）对应等倾干涉
二 等倾干涉
2 d2c no s /2
相同的入射角对应同 一级条纹。 因此，对于厚度相同 的薄膜干涉称为等倾 干涉。
S2
d tan d x
k ,
D
(2k 1) ,
2
D
D >> d
x k
k
D d
,
x(2k1)
(2k 1) D
2d
k0,1,2…
干涉加强
干涉减弱
明纹位置
暗纹位置
两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。
xxk1xk
D
d
干涉条纹特点：
(1)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧。
(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k无关。
P O P
从S发光，入射到半反
L
半透平面镜M上.
S • M
在膜N上下两表面反射
S★
通过透镜L在屏上会聚
有相同入射角的光条纹
N
在同一圆周上.
由前面的分析知
光束1、2的光程差：
2ndcos
2
或 2d n2n2si2 ni