ppt波动光学02光的干涉分波阵面法分析

波动光学 － 大学物理
半波损失 —— 发生的条件 —— 光以近似垂直___或掠射介质表面
—— 光疏介质到光密介质 —— 反射光有半波损失
透射光无半波损失
—— 光密介质到光疏介质 —— 反射光和透射光
均无半波损失
第二讲 光的干涉_分波阵面法_20121008 XCH
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xd
D
两列光波在P点相差
(1
2 )
2
2
P点的光强
I p I1 I2 2
I1I2 cos
2 2I0(1 cos )
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IP
2I 0 (1
cos
2
)
干涉相长 k
明条纹位置 x k D
d I P max 4I0
干涉相消 (2k 1)
杨氏双缝干涉实验中，如用折射率n1=1.4的薄玻璃片 遮盖缝S1，用相同厚度折射率n2=1.7的薄玻璃片遮盖缝S2 将使屏幕上原来未放玻璃片时的中央明条纹变为第五级明纹 已知单色光波长=480.0 nm, 求玻璃片的厚度d。 (可以认为光垂直通过玻璃片)
薄玻璃片遮盖时 两缝到O点的光程
1 (r1 d ) n1d 2 (r2 d ) n2d
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(r1 (r2
d ) n1d d ) n2d
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r2 r1
两缝到O点的光程差
2 1 (n2 n1)d
O点现为第五级明纹 (n2 n1)d 5
透明薄膜挡在S2的后面，条纹发生什么变化？
1) 明条纹的间距 d 1.2mm x D 0.25mm
d
d 10 mm
x D 0.030 mm
d
Байду номын сангаас
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2) 能分清明条纹最小间距为0.065 mm的 最大双缝间距为多少？ 明条纹间距
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—— S1和S2光在M点相差为零__P点应为干涉相长
—— 实际为暗条纹 —— 两光在P点相位相反
相变 —— 半波损失
—— 光以掠射入射角从光疏介质射入光密介质时 反射光相对于入射光的相位发生相变
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S，S1和S2是3个平行狭缝 平行单色光入射单缝 S
S1 和S2相干子光源
1
I1
2
I2
I0
—— 频率相同 光矢量方向垂直纸面
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两束光到P点光程差
S2C r2 r1
dxDD S2S1C
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xDdttaann
x 0 明纹级数 d0 (n1)tk
k (n 1) t
k 26
D
原零级明条纹位置现为第26级明条纹__整个条纹向下移动
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用白光观察杨氏干涉条纹, 求能观察清晰可见光谱的级次
设第k+1级紫光条纹 与第k级红光条纹开始重合
x D 0.065 mm
d
最大双缝间距
dmax
D x
4.5
mm
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3) d=10 mm，n=1.30、厚度t=0.051 mm的 透明薄膜挡在S2的后，条纹发生什么变化?
两束光到P点的光程差 2 1
[(r2 t) nt] r1
2
暗条纹位置 x (2k 1) D
2d
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xd
D
I P min 0
2 干涉条纹特点
明条纹 x k D
d
暗条纹 x (2k 1) D
2d
1) 平行双缝明暗相间的条纹
2) 相邻明条纹或暗条纹的间距
x D
d
—— 等间距条纹
(r2 r1) (n 1)t d x (n 1)t
D 明条纹 d x (n 1)t k
D
r2
r1
x
d D
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明条纹 d x (n 1)t k
D 零级明条纹 d x0 (n 1)t 0
D
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x0 0.765 mm
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3) 白光光源 —— 除中央零级条纹为白色外 两边对称分布为彩色条纹______光谱
明条纹的位置
x k D
d
—— 同一级干涉条纹 波长短的条纹__距离中心越近
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3 双缝干涉的应用
杨氏实验中，=589.3 nm为光源，D=500 mm, 问: 1) d=1.2mm和d=10mm两种情况时, 明条纹间距为多少？ 2) 能分清明条纹最小间距为0.065 mm的最大双缝间距为多少？ 3) 在d=10 mm情况中，如用n=1.30、厚度t=0.051 mm的
03 维纳驻波实验(1890)
—— 垂直入射光波和反射光波为相干光 在感光片上进行干涉形成干涉条纹
波动光学 － 大学物理
—— M点为暗条纹 —— 反射光的相发生相变
—— 计算表明M点 电场有相变__磁场无相变
光波的电场 —— 引起视觉__光敏材料反应
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第 二 讲 光 的 干 涉 | 分 波 阵 面 法
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01 杨氏双缝干涉
1 杨氏双缝干涉实验 2 干涉条纹特点 3 双缝干涉的应用
02 劳埃镜干涉 03 维纳驻波实验
半波损失现象
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01 杨氏双缝干涉(1801)
1 双缝干涉原理
xv k 1
(k
1)v
D d
xrk
kr
D d
(k 1)violet kred k 1.1
—— 只能观察到清晰可见的一级光谱
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02 洛埃镜实验(1834)
—— 来自S1的光波和来自反射面(来自虚光源S2)的光 进行干涉形成干涉条纹