光学课件第一章光的干涉13ok

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光的干涉课件

光的干涉课件
N=4
N =10
N 很大
-2
-1
0
1
2
N 增大,主极大条纹变亮变窄,次极大数目变多而相对强度变小。
附图二
N=2 N=3 N=4 N =10
N 很大
N个相干线光源干涉条纹示意图
1.43
劈尖例二
920 (nm)
牛顿环
在牛顿环实验中
牛顿环例题
589 nm
暗环
4.00 mm
6.00 mm
6.79 m
迈克耳孙干涉仪
等倾和等厚光路
吐级
吞级
移级
N 个初相相同
的相干点光源
多个相干点源干涉
相邻两光线的光程差
相应的相位差
相邻两光线在 P 点的相位差
主极大与次极大
设各光线在 P 点的振幅大小均为 用旋转矢量法求 N 个振动的合成振幅大小
光的干涉
光波
可见光
常用单色光源
光干涉的必要条件
相干光
光程
光程差与相位差
透镜无附加光程差
续9
分波面与分振幅
杨氏双缝干涉
条纹间距关系式
洛埃镜实验
紧靠镜端处总是产生暗纹,说明在镜端处反射光与入射光
的相位差为 ,相当于光程差
,称为 半波损失。
双面镜实验
双棱镜实验
分波面法小结
分振幅干涉
存在

,从而
存在
个次极大(处于每
两相邻零值位置的中间)。据
此可应用 公式算出次极大
的幅值,可以发现,当 N 增大
时,次极大相对于主极大迅速
变小。
设相干点光源的强度相同, 而且 已给定,随 N 的增 大,屏幕上主极大处的条纹越 清晰明亮,次极大处的条纹相 对越来越暗,甚至不被察觉。

《光的干涉》PPT课件

《光的干涉》PPT课件

6 d 0.18 3.5 10 0.7 10 6 m x 0.9 L
700nm
在双缝干涉实验中,以下说法中正确的 是( ) A、入射光波长越长,干涉条纹间距越大 B、入射光波长越长,干涉条纹间距越小 C、把入射光由绿光变成紫光,干涉条纹 间距变小 D、把入射光由绿光变成红光,干涉条纹 间距变小
C、在P点的下方
D、将不存在亮条纹 频率增大,波长减小。条纹距中心条纹 间距减小。C=λf
3、在做双缝干涉实验时,若用红、 绿两块玻璃分别挡在一条狭缝前面, 下面说法中正确的是 ( C ) A.屏上形成明暗相间的干涉条纹. B.屏上形成红、绿相间的干涉条纹 C.屏上不能形成干涉条纹 D.以上说法都不正确
薄膜干涉
肥皂泡看起来常常是彩色的,雨后公路积水上面 漂浮的油膜,看起来也是彩色的。这些现象是怎 样形成的?
白光的薄膜干 涉条纹 ——彩色条纹
水面上的油 膜呈彩色
现竖 彩直 色放 条置 纹的 肥 皂 膜 上 呈
光从薄膜前表面
和后表面分别 反射出来,形成
两列振动情况完 全相同的光波
在薄膜的厚度为d处,前后表面反射光 的光程差为2d,则
薄膜干涉的应用 a.干涉法检查平面
原理:在被检平面与透明样板间垫一个薄片, 使其间形成一个楔形的空气薄层.当用单色光 从上面照射时,入射光从空气层的上、下表面 反射出两列光波,于是从反射光中看到干涉条 纹.
检查工件的平整度 光在空气层的上下表面发生反射, 这两束反射光发生干涉. 如果被检测表面
是平整的,将看到与 底线平行的干涉条 纹. 标准样板
思考:若用绿光在同样的 装置中做双缝干涉实验, 会得到什么图样呢?
不同单色光的双缝图样干涉比较 红光 绿光

大学物理光学--光的干涉 ppt课件

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

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

光的干涉01-45页PPT文档资料

光的干涉01-45页PPT文档资料
A
A1
A 2 A 1 2 A 2 2 2 A 1 A 2co 2 s1 )(
合振动强度不等于分振动的强度之和。
1
A2 2
合振动之初位相 为:
tg A A c sio n sA A 1 1c sio n 1 1 sA A 2 2s cio n 2 2s
550

6.51014
460
492~577 450~492

6.81014
440
435~450

7.31014
410
390~435

1 m 1 .0 160 m 1 .0 19 n 0 m 1 .0 110 A 0
可见光对应的电磁波段:
波长:390 nm ── 760nm
P
2.光程差
S
r1
1

r2
光程 nr d
S2
1 n1r1 2 n2r2
r0
n2r2n1r1
2(0102)
当 0102 n1n2n01
22(r2r1)
22(r2r1) 二、干涉花样的形成
A1
A
(一)P点合振动的相对强度
r0
P点为暗纹
dsindy(2j1)
r0
2
I 最小时有:
dsindy(2j1)
r0
2
j = 0、1、2 ……
y(2j1)y0
d2
j = 0、1、2 ……
暗纹位置
条纹间距 讨论:
yyj1yj
r0
d
(1)各级亮条纹光强相等, I(A1A2)2
(2)相邻亮条纹或暗条纹 均是等间距的,且与干涉级j无关。

第1章光的干涉PPT课件

第1章光的干涉PPT课件

相邻条纹对应的厚度差: h / 2
相邻条纹间距:
l h /q 2q
第57页/共89页
例: 一折射率为n的厚度不均匀薄膜的干涉花样如图, 问A,B两点处薄膜的厚度差是多少?
A
B
第58页/共89页
• [例1-2] 如图所示的是集成光学中的劈状薄膜 光耦合器。它由沉积在玻璃衬底上的Ta2O5薄 膜构成,薄膜劈形端从a到b厚度逐渐减小到零。 能量由薄膜耦合到衬底中。为了检测薄膜的厚 度,以波长为632.8nm的氦—氖激光垂直投射, 观察到薄膜劈形端共展现15条暗纹,而且a处 对应一条暗纹。Ta2O5对632.8nm激光的折射 率为2.20,试问Ta2O5薄膜的厚度为多少?
当波长为(+)的第j级与波长为的第(j +1)级条纹重合时,V→0。 即:=(j+1)=(+)j , j = /
第39页/共89页
干涉条纹可见度为零时的干涉级:
j
实现相干的最大光程差--相干长度 :
max
j(
)
(
)
2
(考虑了 )
光源的单色性愈好, 相干长度愈长, 能观察 到的干涉条纹级次愈高.
能流密度:单位时间内通过与波的传播方向垂直的单位 面积的能量,或表示为通过单位面积的功率。
S A2
波动光学中光的强度定义:
I A2
这里I应理解为相对强度,其值与所处媒质的折射率有关.
光度学上, 光强定义为能流密度; 用人眼或仪器观察时, 光强指 光照度.
第5页/共89页
3. 机械波的独立性和叠加性 1) 波动的独立性
r0
第24页/共89页
2. 干涉花样和特征
a. 各级亮条纹的光强相等, 暗纹光强为0. b. 相邻亮条纹或相邻暗条纹都是等间距的,且与干涉级j无关.

光的干涉 课件

光的干涉  课件

图 4-4-5
b.被测平面凹陷或凸起的判断方法 由于同一空气层厚度的地方路程差相同,故出现在同一条纹上,若条纹发 生了弯曲,我们只要抓住弯曲处的空气层厚度4-6,条纹向左弯曲,说明弯曲处的空气层厚度与右 侧的相同,即该处有凹陷.
图 4-4-6
4.屏上某处出现亮、暗条纹的条件 频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加,如明条纹处某点同时参与 的两个振动步调总是一致,即振动方向总是相同,总是同时过最高点、最低点、 平衡位置;暗条纹处振动步调总相反,具体产生亮、暗条纹的条件为: (1)明条纹的条件: 屏上某点 P 到两缝 S1和 S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍. 即|PS1-PS2|=kλ=2k·2λ(k=0..,1,2,3…)
四、薄膜干涉 1.形成原因 如图 4-4-4 所示,照射到液膜上的光线从前、后两个表面反射回来,形 成两列光波.由于这两列光波是由同一入射光波产生的,因此频率相同、相差 恒定,满足干涉条件.
图 4-4-4
【特别提醒】 因为薄膜干涉中的条纹是从薄膜前、后两个表面反射的光 在光源这一侧发生干涉形成的,所以应在与光源同一侧才能观看到干涉条纹.
L Δx=__d_λ___
3.薄膜干涉 (1)形成原因:从薄膜的_前__、_后___表面反射出两列相干光波发生干涉. (2)应用:检查光学平面的平整度,增透膜.
一、对双缝干涉实验及现象的理解,实验操作时常在双缝前加一条单缝 1.双缝干涉的示意图(如图 4-4-3)
图 4-4-3
2.单缝屏的作用 获得一个线光源,有唯一的频率和振动情况. 3.双缝屏的作用 平行光照射到单缝 S 上后,又照到双缝 S1、S2 上,这样一束光被分成两束 频率相同和振动情况完全一致的相干光.
三、用白光做双缝干涉实验时,中央出现白色条纹,两侧出现彩色条纹的 形成原因

01第一章光的干涉

01第一章光的干涉

18
5. 明暗条纹分布与光程差的关系:
2
2 j j I A 1 A 2 2 ;亮
2j+ 1 j+ 2 I A 1 - A 22;暗
1)分析题目,求出光程差,如:杨氏实验
解 题
d y
r0
步 骤
2)根据以上的关系,分析各个参量,求 出需要的量。
2020/6/7
19
3.劳埃德镜
yjr0, j0,1,2…
d
y2j1r0,
d2
j0,1,2…
16
条纹特点:
IA 1 2A 2 22A 1A 2co s
(1) 亮纹处光强相等 ;
光强曲线
I
4I0
-4 -2 0 2 4
2 0 2
0 2r0 d r0 d
r0 d 2r0 d y
-2 /d - /d 0 /d 2 /d sin
IA 1 2A 2 22A 1A 210 co 2s1dt
t 2 t 1 2 1 相位差
2020/6/7
10
1
与时间有关
1
0cos21dt0
I A12A22
不相干
2 与时间无关 10co2 s1dtco2 s1
I A 1 2 A 2 2 2 A 1 A 2 co 2 1 s
光学教程
俞开智
物理与电信工程学院
2020/6/7
1
绪论
一.光学研究什么?

二.方法是什么? 实验-假说-理论-实验----三.光是什么?
微粒? 牛顿 1704《光学》 波? 惠更斯 1678《论光》 具有微粒和波双重性质!
2020/6/7
2
课程主要内容
一.波动光学:

《光学干涉》课件

《光学干涉》课件

薄膜干涉实验
总结词
薄膜干涉实验利用了光在薄膜表面反射 和透射时发生的干涉现象,可以观察到 颜色鲜艳、层次分明的干涉图样。
VS
详细描述
在薄膜干涉实验中,光线入射到薄膜表面 时会发生反射和透射,反射光和透射光之 间会发生干涉。由于薄膜厚度不同,产生 的干涉图样也不同,形成了丰富多彩的色 彩和图案。薄膜干涉在光学仪器、光学检 测等领域有广泛应用。
详细描述
光学干涉是光学中的一种重要现象,其特点在于两束或多束光波在特定条件下相干叠加,产生明暗相 间的干涉条纹。干涉现象的产生需要满足相干条件,如光源的相干性、光路的稳定性等。
光学干涉的应用
总结词
光学干涉在许多领域都有广泛的应用,如光学计量、光学仪器、光学通信等。
详细描述
在光学计量中,干涉仪可以用来测量长度、角度、表面粗糙度等参数;在光学 仪器中,干涉仪可以用于调整光学元件的精度和检测光学系统的误差;在光学 通信中,干涉技术可以用于提高信号质量和传输效率。
光学干涉在信息光学中的应用
01
02
03
光学数据存储
利用光学干涉产生的干涉 条纹,可以将信息编码并 存储在光存储介质中,实 现高密度信息存储。
光学图像处理
通过控制干涉光的相位和 振幅,可以实现光学图像 的相干和非相干处理,提 高图像质量和分辨率。
光学计算
利用光学干涉原理,可以 实现光子计算和量子计算 ,具有高速、并行和低能 耗的优点。
《光学干涉》课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 光学干涉概述 • 干涉原理 • 干涉实验 • 干涉现象的应用 • 干涉技术的挑战与展望
01

光的干涉(教学课件)(完整版)

光的干涉(教学课件)(完整版)
双缝干涉亮(暗)纹间距的公式
l
d
X x
d
L
P1
S1
d
S2
l
1.相邻明(暗)纹间的距离大小的影响因素:
(1)波长λ: 波长越大,相邻的亮纹间距越大
(2)双缝之间的距离d: d越小,相邻的亮纹间距越大
(3)双缝与屏间的距离 l : L越大,相邻的亮纹间距越大
x
P
学习任务二、干涉条纹和光的波长之间的关系
后表面
学习任务三:薄 膜 干 涉
光程差为波长的整数倍,形成亮条纹。
光程差为半波长的奇数倍,形成暗条纹。
白光照射时是彩色条纹
学习任务三:薄 膜 干 涉
薄膜干涉的应用(一)——检查表面的平整程度
如果被检表面是平的,产生的干涉条纹就是平行的,如图(b)
所示;如果观察到的干涉条纹如图(c)所示,则表示被检测表面微
恰好是10号亮条纹。设直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为r2,则r2-r1等于 (
)
A.9.5λ B.10λ
C.10.5λ
D.20λ
答案:B
解析:由题设可知,P1点处是第10号亮条纹的位置,表明缝S1、S2到P1处的距离差r2-r1
为波长的整数倍,且刚好是10个波长,所以选项B正确。
考点三:薄膜干涉
亮(暗)纹间距的公式推导
如图所示,双缝间距为d,双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P 。
对屏上与P距离为x的一点 P1,两缝与P1的距离P1 S1=r1, P1 S2=r2。
在线段P1 S2上作P1 M= P1 S1,则S2M=r2-r1,
因d≪l,三角形S1S2M可看做直角三角形。
)

《光的干涉》》课件

《光的干涉》》课件

海森堡显微镜
原理和结构
海森堡显微镜是一种高级显微 镜,它使用一个非常小的探针 去观察对象,通过测量与对象 的相互作用来达到观察的目的。
相位问题
由于海森堡不确定原理,显微 镜对被观察物体的相位信息有 很强的依赖,所以需要精确的 探测仪器和适当的调节手段。
物理学中的应用
海森堡显微镜在物理学领域中 被广泛应用,尤其是在凝聚态 物理学中的成像、磁学和拓扑 半导体应用方面。
环实验和菲涅尔双缝实验。
3
实验原理
干涉实验是通过将光分为两束,在不同 的方向下交汇,使两束光发生叠加干涉, 以观察到干涉现象。
杨氏实验
原理和装置
杨氏实验是通过一个小孔将 光传递到分别放置于两个处 于同一直线上的小孔中,在 较远处形成干涉条纹。
常见干涉条纹图像
这些干涉条纹具有明暗相间 的特点,这取决于每个点的 光程差,因此可以用于测量 各种量,如光的波长。
菲涅尔双缝实验
1
实验原理
光从一个孔洞透过薄膜时会发生衍射,产生干涉模式。双缝实验是通过两个小孔 将光传递到同一位置,形成干涉条纹。
2
实验装置
光源、两缝板、透镜等构成,双缝板用于形成两个小的、相邻的光源,发出相同 频率的光线,透镜用于将双缝放置在同一位置。
3
光学中的应用
双缝实验是成像和测量的强大工具,常用于研究物质结构、电子结构、拓扑材料 和光学技术等领域。
实际生活应用
杨氏实验在物理、化学、生 物学中被广泛应用。
牛顿环实验
原理和装置
由凸透镜和平板玻璃组成,在两 者接触处点的 光程差来控制的。光程差越大, 干涉条纹间的半径越大。
工程实践中的应用
牛顿环实验在高精度光学制造、 垂直测量和微观镜头制造方面被 广泛应用。

绪论01第1章光的干涉

绪论01第1章光的干涉

年轻而古老:光缆、光盘等——远古 基础加应用:力、热、电、光——工业、农
业、军事、天文学、医学、电 子学、材料科学、化学、生物、 通信等 理论与实验:张量、卷积、相关、δ函数、 傅氏变换——普通光学实验、 近代光学实验、现代光学实验等
编辑ppt
6
五、怎样才能学好光学
师生配合
认真备课
提前预习
16 @16=第6章 光的吸收、散射和色散
17 @17=第7章 光的量子性
18 @18= 课程教材:
《光学教程》第四版. 姚启钧. 北京:高等教育出版社,2009.
其它参考书:
赵凯华 钟锡华著. 光学. 北京:北京大学出版社,1984.
母国光 战元龄著. 光学. 北京:人民教育出版社,1979.
13 @13= 4.10 助仪分辨本领 4.11 分光仪色分辨本领 第四章 小结与习题讨论课
14
@14=5.1 自然光与…5.2 线偏振光与…5.3 光通过单轴晶体时的… 5.4 光在晶体中的波面 5.5 光在晶体中的传播方向
15
@15= 5.6 偏振器件 5.7椭圆偏振光和圆偏振光 5.8 偏振态的实验检验 5.9 偏振光的干涉 第五章 小结与习题课
13 @13= 4.10 助仪分辨本领 4.11 分光仪色分辨本领 第四章 小结与习题讨论课
@14=5.1 自然光与…5.2 线偏振光与…5.3 光通过单轴晶体时的…
14
5.4 光在晶体中的波面 5.5 光在晶体中的传播方向
15
@15= 5.6 偏振器件 5.7椭圆偏振光和圆偏振光 5.8 偏振态的实验检验 5.9 偏振光的干涉 第五章 小结与习题课
10 @9=3.4光连续在几个球界面上的……3.5薄透镜 (3.6近轴物点近轴光线成像条件)

《光的干涉》课件

《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。

光的干涉ppt课件

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:
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