《大学物理》光的干涉知识点 PPT
合集下载
光的干涉ppt课件
振幅A＝A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故出现亮纹。
（2）第一暗纹形成原因
S1
P1
S1
S2
P1
d
P
S2
d =λ/2
S1
P1
P1S1
S2
P1S2
d
P1
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
（4）双缝干涉规律
P1
光程差： s
亮纹：
暗纹：
S1
L1 L2
减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的
区域与振动减弱的区域相互间隔.这种
现象叫波的干涉。
光是一种电磁波，那么光也应该发生干涉现象，怎样才能观察光的干涉现象呢？
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光
的干涉现象
思考1：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
相干光源（频率相同,振动方向相同,相位差恒定）
L越大，相邻的亮纹间距越大
2、白光的干涉图样特点：
（1）明暗相间的彩色条纹；
（2）中央为白色亮条纹；
（3）干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
（4）在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
三、薄膜干涉
1、原理
水面上的油膜呈彩色
2、应用
平滑度检测
镀了增透膜的镜片
增透膜厚度：
薄膜厚度
d
在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
天才的设想
巧妙解决了相干光问题
单缝
光
束
s0
双缝
屏幕
s1
s2
托马斯·杨
（2）第一暗纹形成原因
S1
P1
S1
S2
P1
d
P
S2
d =λ/2
S1
P1
P1S1
S2
P1S2
d
P1
光程差d= λ/2 ，S1、S2在P1处步调相反，该点振动减弱。(暗）
（4）双缝干涉规律
P1
光程差： s
亮纹：
暗纹：
S1
L1 L2
减弱(波峰与波谷叠加);且振动加强的
区域与振动减弱的区域相互间隔.这种
现象叫波的干涉。
光是一种电磁波，那么光也应该发生干涉现象，怎样才能观察光的干涉现象呢？
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的是一种波，就必然会观察到光
的干涉现象
思考1：光要发生干涉现象需要满足什么条件？
相干光源（频率相同,振动方向相同,相位差恒定）
L越大，相邻的亮纹间距越大
2、白光的干涉图样特点：
（1）明暗相间的彩色条纹；
（2）中央为白色亮条纹；
（3）干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的；
（4）在每条彩色亮纹中红光总是在外侧，紫光在内侧。
三、薄膜干涉
1、原理
水面上的油膜呈彩色
2、应用
平滑度检测
镀了增透膜的镜片
增透膜厚度：
薄膜厚度
d
在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入
思考2：有没有什么方法可以获得相干光—频率相同的光呢？
天才的设想
巧妙解决了相干光问题
单缝
光
束
s0
双缝
屏幕
s1
s2
托马斯·杨
大学物理光学--光的干涉 ppt课件
光波是电磁波, 包含 E和 H , 对人眼或感光物质 起作用的是 E, 称 E矢量为光矢量。 相对光强 I E 2 E是电场强度振幅
2、光源 光 是原子或分子的运动
状态变化时辐射出来 的 大量处于激发态的原子自发地 - 1.5 e V - 3.4 e V
跃迁到低激发态或基态时就辐 射电磁波（光波）。
即：光具有波粒二象性
ppt课件 3
§10.1 光的相干性
1、光的电磁理论要点
光速
光波是电磁波, 电磁波在真空中的传播速度
c
1
0 0
, 介质中 v
c
r r
而
c n r r v
1 nm =10-9 m
4
可见光的波长范围 400 nm — 760 nm
ppt课件
光强 I ——电磁波的能流密度
波 动 光 学
第10章
光的干涉
ppt课件 1
光是人类以及各种生物生活中不可或缺的要素
光的本性是什么？
两种不同的学说 ① 牛顿的“微粒说” 光是由“光微粒”组成 的。 特征：光的直线传播 、反射、折射等 ② 惠更斯的“波动说” 光是机械振动在一种所谓“以太”的 介质中传播的机械波。
特征：光的干涉、衍射和偏振等
r2
D
P x
o
x r2 r1 d sin d tan d D
k x d 当 D ( 2k 1)
干涉加强, x 处为明纹 k=0,1,2,…
2
干涉相消, x 处为暗纹 k=1,2,3,…
11
式中 k 为条纹级次 ppt课件
明纹中心的位置
nr
2
r
大学物理第3章光的干涉精品PPT课件
sin
2
解 计算波程差
r AC BC
2 AC(1 cos 2)
2
AC h sin 极大时 r k
2 1
BC
2
h
A
sin (2k 1)
4h
取 k 1
1
arcsin
4h
注意
1
arcsin
20.010-2 m 4 0.5 m
5.74
考虑半波损失时，附加波程差取 / 2
均可，符号不同，k 取值不同，对问题实
此时
V Imax Imin 1 I max I min
条纹明暗对比鲜明
•当I1=I2时,
Imin 0
条纹明暗对比差
I Imin
I 4I0
2I0
-4 -2 0 2 4
-4 -2 0 2 4
•若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。
在屏幕上x=0处各种波长的波程 差均为零，各种波长的零级条纹发生 重叠，形成白色明纹。由于各色光的 波长不同，其极大所出现的位置错开 而变成彩色的，且各种颜色级次稍高 的条纹将发生重叠而模糊不清。
u
★光程
★光程差
一、光程 光程差
• 真空中 • 媒质中
真
b
a
2
d
─真空中波长
媒
b
a
2 n
d
n─媒质中波长
a· λ b·
d
a· λn
n
b·
d
媒质
由波的折射定律
n21
u1 u2
c u2
u2
c n
n
即：n
c nv
nv
n
媒
2
nd
光的干涉-PPT
光的干涉
薄膜干涉
让一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束 反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉．
点 击 画 面 观 看 动 画
光的干涉
薄膜干涉
1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜 的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应 出现在膜的厚度相等的地方．由于光波波长极短，所以 微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条 纹．2、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥 皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉．
第1节 光的干涉
光到底是什么？……………
17世纪明确形成 了两大对立学说
由于波动说没有 数学基础以及牛 顿的威望使得微 粒说一直占上风
牛顿
19世纪初证明了 波动说的正确性
惠更斯
微粒说
19世纪末光电效应现象使得 爱因斯坦在20世纪初提出了 光子说：光具有粒子性
波动说
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
光的干涉
干涉现象是波动独有的特征，如果光真的 是一种波，就必然会观察到光的干涉现象．
光的干涉 光的干涉
1801年，英国物理学家托马斯·杨（1773~1829） 在实验室里成功的观察到了光的干涉．
双缝干涉
激
双
光
缝
束
屏上看到明暗相间的条纹 屏
光的干涉
S1 S2 d
双缝干涉
P2
P1
P
P
P1 P2
S1、S2
相干波源
P1S2－P1S1= d
光程差
P2S2－P2S1＞ d 距离屏幕的中心越远路程差越大
光的干涉
双缝干涉
1、两个独立的光源发出的光不是相干光，双缝干 涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光，在光屏 上形成稳定的干涉条纹．
大学物理资料-光学笔记+课件-第一章光的干涉
第一章绪论1、光的本性据统计，人类感官收到外部世界的总信息中，至少有90%以上是通过眼睛。
与天文、几何、力学一样，是一门古老的科学。
十七世纪开始，探讨光的本性（光是什么）（1）光线模型；（2）微粒模型（牛顿）：光按惯性定律沿直线飞行的微粒流。
折射：水中速度比空气中大，科技落后，无法用实验鉴别。
（3）波动模型惠更斯：光是纵波一种特殊弹性媒质中传稀的机械波可解释反射、折射。
十九世纪初，托马斯•杨的双缝实验，菲涅耳在惠更斯基础上的理论，推动波动理论的发展。
A、解释干、衍B、初步确定波长C、由光的偏振→光是横波D、由波理，光在水中速度小于空气中，1862年付科证实，十九世纪中叶，波战胜微。
惠—菲旧波动理论与微粒理论：弱点：它们都带有机械论色彩，光现象为某种机械运动过程，光为弹性波，传播借助某种理想的特殊的弹性媒质（以太）充满空间因光速大，所以认为以太（一种极其矛盾的属性）密度极小，弹性模量极大。
实验上无法证实，理论上显得荒唐。
（4）量子模型麦克斯韦：磁理论主要是光的传播，很少涉及发射、吸收、光与物质相互作用尚未研究。
两朵乌云（5）光的波粒二象性“粒子”与“波动”都是经典理论的概念。
近代科学实践证明，光是十分复杂的客体。
对它的本性问题，只能用它所表现的性质和规律来回答，光的某些方面的行为象经典的“波动”，另一方面的行为却象经典“粒子”，这就是所谓“光的波粒二象性”，任何经典概念都不能完全概括光的本性。
2、光这的研究对象、分支（1）光学：研究光的传播以及它与物质相互作用的问题，不涉及光的发射、吸收与物质相互作用的微观机制。
在传统上分为两部分：A 、几何光学：波长可视为极短，波动效应不明显，把光的能量看成是沿着一根根光线传播的遵循反、折、直进等定律。
B 、波动光学：研究光的干、衍、偏。
光与物质相互作用的问题，通常是在分子或原子的尺度上研究的。
有时可用经典理论，有时又需要量子理论，这不属传统光学的内容，冠以“分子光学”、“量子光学”等。
光的干涉 课件ppt(共29张PPT)
1、什么是干涉条纹的间距?
(k=1,2,3,等）
亮纹
暗纹
结论：
表达式： 亮纹：光程差 δ =kλ（ k=0，1，2，等） 暗纹：光程差 δ =（2k-1)λ/2 (k=1,2,3,等）
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
1、什么是干涉条纹的间距?
双缝 S1
屏幕
△x
S2
△x
★条纹间距的含义：亮纹或 暗纹之间的距离总是相等的， 亮纹和亮纹之间的距离或暗 纹和暗纹之间的距离叫做条 纹间距。
★我们所说的亮纹是指最 亮的地方，暗纹是最暗的地 方，从最亮到最暗有一个过 渡，条纹间距实际上是最亮 和最亮或最暗和最暗之间的 距离。
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝
屏幕
S1
d
L
S2
重做干涉实验，并定性寻找规律．
①d、λ不变，只改变屏与缝之 间的距离L——L越大，条纹间距越
白光的干涉图样是什么样？ 【学生实验】观察白炽灯光的干涉。
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
二、运用光的波动理论进行分析 三、干涉条纹的间距与哪些因素有关
四、波长和频率
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过 相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另
（1）形成明暗相间的条纹
一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波
谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的
振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝
A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现 亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。
(k=1,2,3,等）
亮纹
暗纹
结论：
表达式： 亮纹：光程差 δ =kλ（ k=0，1，2，等） 暗纹：光程差 δ =（2k-1)λ/2 (k=1,2,3,等）
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
1、什么是干涉条纹的间距?
双缝 S1
屏幕
△x
S2
△x
★条纹间距的含义：亮纹或 暗纹之间的距离总是相等的， 亮纹和亮纹之间的距离或暗 纹和暗纹之间的距离叫做条 纹间距。
★我们所说的亮纹是指最 亮的地方，暗纹是最暗的地 方，从最亮到最暗有一个过 渡，条纹间距实际上是最亮 和最亮或最暗和最暗之间的 距离。
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝
屏幕
S1
d
L
S2
重做干涉实验，并定性寻找规律．
①d、λ不变，只改变屏与缝之 间的距离L——L越大，条纹间距越
白光的干涉图样是什么样？ 【学生实验】观察白炽灯光的干涉。
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
二、运用光的波动理论进行分析 三、干涉条纹的间距与哪些因素有关
四、波长和频率
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过 相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另
（1）形成明暗相间的条纹
一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波
谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的
振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝
A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现 亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。
光的干涉(共30张PPT)
r1
激光束
S 四、明（暗）条纹的间距
（2）当路程差为半波长的奇数倍时，形成暗条纹。 1
室内的白炽灯是各种独立的光源，不符合产生干涉的条件。 光的干涉
do 通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。
r2
1、产生稳定干涉的条件：两列光的频率（颜色）相同。
S M 四、明（暗）条纹的间距
D．单色光f1照射时出现暗条纹,单色光f2照射时出现明条2纹
后面的屏上观察光的干涉情 况。
新课内容
二、双缝干涉图样
单色光
白光
新课内容
二、双缝干涉图样
图样有何特征？
屏
单色激光束
暗条纹的中心线
S1
暗条纹的中心线
亮条纹的中心线
S2
亮条纹的中心线
中央亮条纹
双缝
明暗相间
条纹等间距
思考讨论：光屏上何处出现亮条纹？何处出现暗条纹？
单色激光束
新课内容
三、决定明暗条纹的条件
第十三章 光
肥皂泡呈现五颜六色的原因是什么？
第3节
光的干涉
学习目标
1．通过实验观察认识光的干涉现象，知道干涉现象是光的波动性证 据。 2．理解光的双缝干涉现象的产生原理。知道光屏上出现亮条纹和暗 条纹的条件。
3.掌握明条纹（或暗条纹）间距的计算公式及推导过程。
4.观察双缝干涉图样，掌握实验方法。
5.通过实验初步认识薄膜干涉现象，了解其应用。
x l
d
新课内容
五、光的干涉应用
1.薄膜干涉---肥皂泡上的彩色条纹
此处发 生干涉 现象
空气
a b
S
B
A
薄膜
薄膜前后两个面的反 射光发生了干涉
《光的干涉》课件
实验原理：当光波入射到薄膜表面时 ，反射光和透射光会发生干涉，形成
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。
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。
光的干涉ppt课件
L
结论: 1.λ、θ一定时,相邻条纹等间距 2.λ一定时，劈尖θ角越小,ΔL越大,条纹越稀疏
3.θ一定时,λ越大,ΔL越大,条纹越稀疏
2、薄膜干涉的应用
①检验平面平整度
取一个透明的标准样板，放在待 检查的部件表面并在一端垫一薄 片，使样板的平面与被检查的平 面间形成一个楔形空气膜，用单 色光从上面照射，入射光从空气 层的上下表面反射出两列光形成 相干光，从反射光中就会看到干 涉条纹。
1.某同学利用如图所示实验观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双
缝屏，C为光屏。当让一束阳光照射A屏时，C屏上并没有出现干涉条纹,
移走B后,C上出现一窄亮斑。分析实验失败的原因可能是( )
B
A.单缝S太窄
B.单缝S太宽
C.S到S1和S2距离不相等
D.阳光不能作为光源
2.如图是双缝干涉实验装置示意图，使用波长为600 nm的橙色光照射
3.光的干涉
【复习回顾】 1.两列波发生干涉的条件？
①频率相同；②相位差恒定；③振动方向相同
2.两列波(步调相同）干涉时，振动加强的点和振动减弱的点如何判断？
振动始终加强点： 振动始终减弱点：
3.光能不能够发生干涉呢？为什么？
能，干涉是波特有的现象。
4.如果光波发生干涉，你可能看到一幅什么样的图景呢？
思考：条纹弯曲的地 方是凸起还是凹下？
检测面不平整
标准样板 劈尖空气薄层
待检部件
检测面平整
亮亮 亮
θ
d1 d2 d2
ab
检测面凹下
若检测面某处凹下，则对应的明条纹提前出现。
同理可推： 若检测面某处凸起，则对应的明条纹延后出现。
检测面凸起
生活中我们经常见到光的干涉现象:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.干涉极值条件：
明纹
2 n e /2k
ek
(k1)
2 2n
暗纹 2 n e/2 (2 k 1 )/2ek k/2n
3. 条纹特点：
越小， L 越大， 条纹越稀； 越大， L 越小， 条纹越密。 大到某一值，条纹密不可分，无干涉。
9
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
1(n1 )2 sin2 i n2
n22 n12 sin2 i n22
2n2e
n22n12sin2i
n22
2
2e
n2 2n12s
i2ni
2
7
透射光的光程差
同理，可得
2e n22n12si2ni
与反射光不同的是，没有半波损失。
★干涉加强、减弱条件
反 射 光 2 en 2 2 n 1 2s2 iin 2 k
2
k
rk
(k 1)R
2 n
暗环半径 R nrk22(2k1)2
若弯曲的劈尖是空气(即n=1)则
rk
k R
n
明环半径
rk
(2k 1) R 2
k = 1,2,3,…
暗环半径
rk k R
k = 0,1,2,3,…
14
则透射光干涉为削弱。
8
劈尖干涉
例如 常T用itle的in 劈her是e
空气劈。n2=1， 薄膜为空气膜，
❖空气劈的干涉
T是itle指in空he气re 膜的 上、下两界面处的 反射光的干涉；而不是 上玻璃板的上、下两
界面反射光的 干涉。
计算
1.光程差：
通常用正入射情况，即i=0。若劈尖折射率为
由 n此2，时则的薄 有光半程膜 波差损干 失 。 涉 2 n 光 22 e e 程 n2 2/n差 122 s i2n 通 i2式
• 一平薄透镜放在一平板玻璃上,
平薄透镜跟平玻璃片间形成一上表
面弯曲的劈尖。
R
• 单色光垂直照射到牛顿环上， 在空气薄层的上表面可以观察到以 接触点O为中心的明暗相间的环形干 涉条纹，
rk
ek
o
干涉条纹为间距越来越小的同心圆环组成，这些圆环状干涉条纹叫做牛顿环。
• 若用白光照射，则条纹呈彩色。它是等厚条纹的又一特例。
故有
（也可用
2
2
）
由图中几何关系可知
A CC Be/c o s A DAsBiin 2etgsini
由折射定律有 n1s iinn2s in
6
2n2ceo s2n2esci2 on s2
即 2n2ceo(s1s
i2n )
2
2n2ec
os
2
通常习惯上用入射角i表示光程差：
由于 c os 1si2n
x D ; d
缝间距越小，屏越远，干涉越显著。
x: 在D、d 不变时， 条纹疏密与λ正比
5
薄膜干涉回顾
反射光的光程差
光程差 n2r： 2n1r1
作BD⊥AD，则反射光的光程差为A
Ｄ，总光程差为
Δ＝n2(AC+CB)－n1AD
+
2
S
S1
a
a1
iD
e
A
B
C
a2
n1
n2
n1
界面AB上反射光线a1有半波损失
r2
r1
(2k1)
2
(k = 1,2,3...)
波程差为半波长奇数倍时，P点处干涉减弱，暗纹
明暗纹位置：
明纹 d xk
D
暗纹 dx(2k1)
D
2
xkD
d x(2k1)D
d2
4
❖两相邻明（暗）纹间距
xxk1xk
D
d
杨氏双缝干涉演示：
说明：
(i)明暗相间，以0点对称排列；
(ii)在很小的区域中，x与k无关,条纹等间距分布。
以双缝中垂线与屏的交点为坐标原点，考察点 P的坐标为x
作 S1CCP，又因为 D＞＞d
波程差：r2r1s2c dsin dtg
d
x D
3
❖②明暗条相同
相长条件
r2 r1 2k 2
(k = 0,1,2,...)
波程差为半波长偶数倍时，P点处干涉加强，亮纹
相消条件
10
❖ 相邻明（暗）纹的厚度差
l
ek
e
ek 1
e e k 1 e k k 1 1 2 2 n k 1 2 2 n 2n
n 2
❖ 相邻明（暗）纹厚度差是薄膜中的波长n的一半
❖ 相邻明（暗）纹间的距离
由图可知：lsine
2n
l2ns in2n
11
❖牛顿环
1、牛顿环实验现象
— — 相 长 干 涉
2 en 2 2 n 1 2s2 iin 2 (2 k 1 )2— — 相 消 干 涉
透 射 光 2 en 2 2 n 1 2 s2 ii n k — — 相 长 干 涉
即对同一薄 膜 而2 e 言n ，2 2 在n 1 2 同s一2 ii处n ，( 2 k 反 射1 )光2 干— 涉— 若相 为消 加干 强涉 ，
12
• 根据劈尖干涉条件 2、环半径的计算
2ne0
2
(k2k0 1)20
明纹 暗纹
❖ rk 与 ek 的关系：
rk2R2(Rek)2
R
2Rekek2
Rek
ek
rk2 2R
rk
ek
o
13
❖ 明、暗环半径公式
正入射时的光程差(在 n < n玻 时)
2nek 2
2n rk 2
2R 2
明环半径
Rnrk2
大学物理--光的干涉 重要知识点整理
杨氏双 缝干涉
光的干涉
波程差的 计算
r2
r1
ds
indx
D
明暗条纹 的条件
相长条件: r2r12k/2
相消条件：
r2
r1
(2k1)
2
两相邻明 （暗）纹
间距
xxk1xk
D
d
2
❖①波程差的计算
S1
r1
P
x
S
d C
r2
O
S2
D
E
设点（缝）光源在中垂线上,双缝间距为d，缝屏距离为D，
明纹
2 n e /2k
ek
(k1)
2 2n
暗纹 2 n e/2 (2 k 1 )/2ek k/2n
3. 条纹特点：
越小， L 越大， 条纹越稀； 越大， L 越小， 条纹越密。 大到某一值，条纹密不可分，无干涉。
9
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
1(n1 )2 sin2 i n2
n22 n12 sin2 i n22
2n2e
n22n12sin2i
n22
2
2e
n2 2n12s
i2ni
2
7
透射光的光程差
同理，可得
2e n22n12si2ni
与反射光不同的是，没有半波损失。
★干涉加强、减弱条件
反 射 光 2 en 2 2 n 1 2s2 iin 2 k
2
k
rk
(k 1)R
2 n
暗环半径 R nrk22(2k1)2
若弯曲的劈尖是空气(即n=1)则
rk
k R
n
明环半径
rk
(2k 1) R 2
k = 1,2,3,…
暗环半径
rk k R
k = 0,1,2,3,…
14
则透射光干涉为削弱。
8
劈尖干涉
例如 常T用itle的in 劈her是e
空气劈。n2=1， 薄膜为空气膜，
❖空气劈的干涉
T是itle指in空he气re 膜的 上、下两界面处的 反射光的干涉；而不是 上玻璃板的上、下两
界面反射光的 干涉。
计算
1.光程差：
通常用正入射情况，即i=0。若劈尖折射率为
由 n此2，时则的薄 有光半程膜 波差损干 失 。 涉 2 n 光 22 e e 程 n2 2/n差 122 s i2n 通 i2式
• 一平薄透镜放在一平板玻璃上,
平薄透镜跟平玻璃片间形成一上表
面弯曲的劈尖。
R
• 单色光垂直照射到牛顿环上， 在空气薄层的上表面可以观察到以 接触点O为中心的明暗相间的环形干 涉条纹，
rk
ek
o
干涉条纹为间距越来越小的同心圆环组成，这些圆环状干涉条纹叫做牛顿环。
• 若用白光照射，则条纹呈彩色。它是等厚条纹的又一特例。
故有
（也可用
2
2
）
由图中几何关系可知
A CC Be/c o s A DAsBiin 2etgsini
由折射定律有 n1s iinn2s in
6
2n2ceo s2n2esci2 on s2
即 2n2ceo(s1s
i2n )
2
2n2ec
os
2
通常习惯上用入射角i表示光程差：
由于 c os 1si2n
x D ; d
缝间距越小，屏越远，干涉越显著。
x: 在D、d 不变时， 条纹疏密与λ正比
5
薄膜干涉回顾
反射光的光程差
光程差 n2r： 2n1r1
作BD⊥AD，则反射光的光程差为A
Ｄ，总光程差为
Δ＝n2(AC+CB)－n1AD
+
2
S
S1
a
a1
iD
e
A
B
C
a2
n1
n2
n1
界面AB上反射光线a1有半波损失
r2
r1
(2k1)
2
(k = 1,2,3...)
波程差为半波长奇数倍时，P点处干涉减弱，暗纹
明暗纹位置：
明纹 d xk
D
暗纹 dx(2k1)
D
2
xkD
d x(2k1)D
d2
4
❖两相邻明（暗）纹间距
xxk1xk
D
d
杨氏双缝干涉演示：
说明：
(i)明暗相间，以0点对称排列；
(ii)在很小的区域中，x与k无关,条纹等间距分布。
以双缝中垂线与屏的交点为坐标原点，考察点 P的坐标为x
作 S1CCP，又因为 D＞＞d
波程差：r2r1s2c dsin dtg
d
x D
3
❖②明暗条相同
相长条件
r2 r1 2k 2
(k = 0,1,2,...)
波程差为半波长偶数倍时，P点处干涉加强，亮纹
相消条件
10
❖ 相邻明（暗）纹的厚度差
l
ek
e
ek 1
e e k 1 e k k 1 1 2 2 n k 1 2 2 n 2n
n 2
❖ 相邻明（暗）纹厚度差是薄膜中的波长n的一半
❖ 相邻明（暗）纹间的距离
由图可知：lsine
2n
l2ns in2n
11
❖牛顿环
1、牛顿环实验现象
— — 相 长 干 涉
2 en 2 2 n 1 2s2 iin 2 (2 k 1 )2— — 相 消 干 涉
透 射 光 2 en 2 2 n 1 2 s2 ii n k — — 相 长 干 涉
即对同一薄 膜 而2 e 言n ，2 2 在n 1 2 同s一2 ii处n ，( 2 k 反 射1 )光2 干— 涉— 若相 为消 加干 强涉 ，
12
• 根据劈尖干涉条件 2、环半径的计算
2ne0
2
(k2k0 1)20
明纹 暗纹
❖ rk 与 ek 的关系：
rk2R2(Rek)2
R
2Rekek2
Rek
ek
rk2 2R
rk
ek
o
13
❖ 明、暗环半径公式
正入射时的光程差(在 n < n玻 时)
2nek 2
2n rk 2
2R 2
明环半径
Rnrk2
大学物理--光的干涉 重要知识点整理
杨氏双 缝干涉
光的干涉
波程差的 计算
r2
r1
ds
indx
D
明暗条纹 的条件
相长条件: r2r12k/2
相消条件：
r2
r1
(2k1)
2
两相邻明 （暗）纹
间距
xxk1xk
D
d
2
❖①波程差的计算
S1
r1
P
x
S
d C
r2
O
S2
D
E
设点（缝）光源在中垂线上,双缝间距为d，缝屏距离为D，