《大学物理光的干涉》PPT课件
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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
《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

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
光的干涉-大学物理课件

相干长度—
M
kM
2
:中心波 长
c1 S
S1 b1
aa·12P
c1 S
b1 S1
a1·P a2
b2
c2 S b2
c2 S2
只有同一波列 分成的两部分, 经过不同的路 程再相遇时,
2
能干涉
不能干涉
才能发生干涉。
上图表明,波列长度就是相干长度。 21
普通单色光:
:103 — 101 nm M :103 — 101 m
(可用来定0级位置),其余级明纹构成彩带,
第2级开始出现重叠(为什么?)
13
红光入射的杨氏双缝干涉照片 白光入射的杨氏双缝干涉照片
14
二 . 光强公式
I I1 I2 2 I1I2 cos , 若 I1 = I2 = I0 ,
则
I
4I0
cos2
2
I
光强曲线
4I0
( d sin 2 )
-4 -2 0 2 4
1.22 570109 2 103 rad 0.047
d0
3.07
31
§3.5 光程(optical path)
一. 光程 为方便计算光经过不同介质时引起的相差,
引入光程的概念。
真空中:a
·
b·
r
b
a
r
2
─真空中波长
介质中: a· b· n
b
a
r
2
r 介质 ─ 介质中波长
u c / n c / nn
光的干涉、衍射、偏振
1
光学是研究光的传播以及它和物质相互作用 问题的学科。
光学通常分为以下三个部分: ▲ 几 何 光 学 :以光的直线传播规律为基础,主要
光的干涉ppt

光的干涉ppt
xx年xx月xx日
contents
目录
• 光的干涉现象 • 光的干涉基本原理 • 实验方法和数据分析 • 实验结果和讨论 • 结论和展望
01
光的干涉现象
光的干涉定义
光的干涉是指两个或多个波源产生的光波在空间叠加时,形 成某些特定区域振动加强或减弱的现象。
干涉现象通常表现为明暗相间的条纹或色彩,称为干涉条纹 或干涉色彩。
通过本课程的学习,我们深入了解了光的干涉 基本概念、干涉原理、干涉仪器的使用以及干 涉现象在光学检测中的应用。
光的干涉在光学检测技术中具有重要的应用价 值,如光学表面检测、光学元件装配、光学薄 膜检测等领域。
展望未来
随着科学技术的发展,光的干涉技术的研究和应用 领域将不断扩大。
在未来,我们可能会看到更加先进的光学干涉仪器 和技术,如更高精度的干涉仪、更智能化的数据处
3
分析实验参数对干涉条纹特征的影响,如条纹 间距、亮度等。
02
光的干涉基本原理
双缝干涉
实验装置
双缝干涉实验中需要使用光源、双缝装置 和屏幕,光源发出的光经过双缝后形成两 束相干光,在屏幕上形成干涉条纹。
VS
干涉图样
双缝干涉的条纹呈现为明暗交替的平行条 纹,相邻条纹之间的距离为 $\Delta x = \frac{L}{d}\lambda$,其中 $L$ 为屏幕 到双缝的距离,$d$ 为双缝之间的距离, $\lambda$ 为光的波长。
离、微小角度等。
02
光学表面检测
干涉条纹可以用来检测光学表面的平整度和粗糙度,如检测光学镜片
的表面质量。
03
光学信息处理
干涉条纹可以用来进行光学信息处理,如全息技术、光学图像处理等
xx年xx月xx日
contents
目录
• 光的干涉现象 • 光的干涉基本原理 • 实验方法和数据分析 • 实验结果和讨论 • 结论和展望
01
光的干涉现象
光的干涉定义
光的干涉是指两个或多个波源产生的光波在空间叠加时,形 成某些特定区域振动加强或减弱的现象。
干涉现象通常表现为明暗相间的条纹或色彩,称为干涉条纹 或干涉色彩。
通过本课程的学习,我们深入了解了光的干涉 基本概念、干涉原理、干涉仪器的使用以及干 涉现象在光学检测中的应用。
光的干涉在光学检测技术中具有重要的应用价 值,如光学表面检测、光学元件装配、光学薄 膜检测等领域。
展望未来
随着科学技术的发展,光的干涉技术的研究和应用 领域将不断扩大。
在未来,我们可能会看到更加先进的光学干涉仪器 和技术,如更高精度的干涉仪、更智能化的数据处
3
分析实验参数对干涉条纹特征的影响,如条纹 间距、亮度等。
02
光的干涉基本原理
双缝干涉
实验装置
双缝干涉实验中需要使用光源、双缝装置 和屏幕,光源发出的光经过双缝后形成两 束相干光,在屏幕上形成干涉条纹。
VS
干涉图样
双缝干涉的条纹呈现为明暗交替的平行条 纹,相邻条纹之间的距离为 $\Delta x = \frac{L}{d}\lambda$,其中 $L$ 为屏幕 到双缝的距离,$d$ 为双缝之间的距离, $\lambda$ 为光的波长。
离、微小角度等。
02
光学表面检测
干涉条纹可以用来检测光学表面的平整度和粗糙度,如检测光学镜片
的表面质量。
03
光学信息处理
干涉条纹可以用来进行光学信息处理,如全息技术、光学图像处理等
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.
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》》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。
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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A
2)当照射光波长
1 500nm 时,平凹透镜中央
A处是暗的,然后连续改变照射光波波长直到波长变为
2 600nm时,A处又重新变暗,
求A处平面玻璃片和柱面之间空气隙的高度
复习: 14-4
预习: 14-5,*6
作业: 练习十三
第14章 光的干涉
14.1 相干光及其获得 14.2 光程 光程差 14.3 分割波面法产生的光的干涉 14.4 分割振幅法产生的光的干涉 14.5 迈克尔逊干涉仪
3.牛顿环
显 微 镜
1)装置: A--曲率半径很大的凸透镜
B--平面光学玻璃 干涉图样:
半反 射镜
r
A 随着r的增加而变密!
B
2)定量分析
垂直入射时的干涉条件
2ek n2 2ek n2
2
2
=k
=(2k
1)
2
中,n2 = 1
2ek 2ek
2
2
=k
=(2k
明纹…(1)
1) / 2
暗纹…(2)
被检体
被检体 被检体
例1.牛顿环的R=4.5m,第k级暗环半径 rk 4.950mm, 第k+5级暗环半径
rk5 6.065mm, 求:入射光波长及 条纹级数 k = ?
例2.将平面玻璃片覆在平 凹柱面透镜的凹面上
1)若单色平行光垂直照射,从反射光中观察现象,试说 明干涉条纹的形状及其分布情况;
求A处平面玻璃片和柱面之间空气隙的高度
例3. 在一洁净的玻璃片上放一滴油,当油滴展
r2 O
x
O
D
例3:在杨氏双缝实验中,当作如下调节时, 观察屏上的干涉条纹将如何变化并说明理由
1). 2a 不变,D 减小; 2).单色光源S 变成复色缝光源 ;
3).用一云母片盖住任一个缝 ; 4).整个双缝实验装置放入水中
x D
2a D
x明 k 2a
复习: 14-1,2,3
预习: 14-4
* 14.6 干涉条纹的可见度 时间相干性与空间相干性
14.1 相干光及其获得
一.光矢量、光强度 二.光源、热光源的特点 三.光波的叠加
相干叠加与非相干叠加
四.相干光:同频率、同振动方向、相位 差恒定
五.相干光的获得 1)分波阵面法 2)分振幅法
14.2 光程 光程差
一.问题的提出
二.光程 ni ri
干涉条纹的间距
x
x D /(2a)
二. 菲涅尔双面镜
S1
2a
r1
r2
P O
三. 洛埃镜实验
S2
D
例1:双缝干涉中,双缝间距d=0.5mm,双缝
至屏的距离为 D=25cm,若光源是由波长 为
400nm 和600nm 的两种单色光组成,则:
1.干涉条纹间距分别为多少?
2.距中央明纹多远处两种光线的亮纹第一次重
l=
2n2 sin
条纹为平行于棱边明暗相间等间隔的直条纹,棱
边处(e=0)为暗纹
2.增透与增反
增反: 增透(减反):
2n2e k k 0,1
2n2e (2k 1) 2
k 0,1
3.牛顿环
(2k 1)R
rk
2
k 1.2.3.
明环
kR
k 0.1.2.3. 暗环
① r = 0 的地方,是零级暗纹;
条纹级数 k = ?
r2 k5
rk 2
5R
k
5rk 2
r2 k5
rk 2
例2.将平面玻璃片覆在平 凹柱面透镜的凹面上
1)若单色平行光垂直照射,从反射光中观察现象,试说 明干涉条纹的形状及其分布情况;
A
2)A当处照是射暗光的波,长然后连续改1 变照5射00光n波m波时长,直平到凹波透长镜变中为央 2 600nm时,A处又重新变暗,
e1 .e2 .e3 ek
{
2en2
=
2
k (2k 1)
明纹 暗纹
2
……(1)
k 1.2.3.
如条纹间距离为 l l sin ek 1 ek …(2)
l
由明纹公式:
ek
ek 1
{2ek n2
2
k …(3)
2ek 1n2
2
(k 1)
…(4)
(4)式-(3)式:
ek 1 ek 2n2 …(5)
n2 n1
1
L
2
P
iD
3
M1 n1 n2
A
C
e
M2 n1
B
E
4
5
2en2 cos
2
2e
n22
n12
sin2
i
2
§14-4 分割振幅法产生的光的干涉
一. 薄膜干涉(最典型)
2e
n22
n12
sin2
i
2
=
k (2k 1)
2
(明) (暗)
问题:k 能取0 吗? k 1, 2, 3,...
条纹上移。
显然,从视场中移动了m个条纹,薄
膜厚度改变了:
e m
2
§14-4 分割振幅法产生的光的干涉
一. 薄膜干涉(最典型)
2e
n22
n12
sin2
i
2
二. 等厚干涉
=
k (2k 1)
2
(明) (暗)
1.劈尖干涉
ek1 ek 2n2
l=
2n2 sin
条纹为平行于棱边明暗相间等
间隔的直条纹,棱边处(e=0)为
分类:
1)几何光学--研究光的直线传播及光学仪器的 制造;
2)波动光学--研究光的波动性;
3)量子光学--研究光与物质的相互作用。
复习 波的干涉
1. 相干条件
同频率、同振动方向、相位差恒定
2. 相长与相消干涉条件
2k 加强 (2k 1) 减弱
第14章 光的干涉
14.1 相干光及其获得 14.2 光程 光程差 14.3 分割波面法产生的光的干涉 14.4 分割振幅法产生的光的干涉 14.5 迈克尔逊干涉仪
R
n=1
rk
ek
rk明环
暗环
(2k 1)R
2
k 1.2.3.
明环
kR
k 0.1.2.3. 暗环
3)讨论:
① r = 0 的地方,是零级暗纹;
② 条纹不是等间距的,越外越小
rk1 rk (k 1)R kR ( (k 1) k )1 R
(2k 1)R
rk
2
k 1.2.3.
暗纹
2.增透与增反
问题:组合透镜中,反射光能损失20%左右 解决办法:在透镜表面镀膜
增反:
2n2e k k 0,1
增透(减反):
2n2e (2k 1) 2 k 0,1
?思考:计算光程差时,什么情
况下要加上
2
e n1 1.0
n2 1.38 n3 1.50
可由此波长推出 要镀膜的厚度
规
2)测量微小厚度和微小厚度变化
2)测量微小厚度和微小厚度变化
l
2n2 sin
l L
n2=1
纸
d
l 用测微显微镜测出L、 ,即可得到d
sin tg d
L
d Ltg Lsin L
2l
2)测量微小厚度和微小厚度变化
薄膜厚度增加时,条纹下移,厚度减小时 条纹上移。
薄膜的 增加时,条纹下移, 减小时
14.1 相干光及其获得 14.2 光程 光程差 14.3 分割波面法产生的光的干涉 14.4 分割振幅法产生的光的干涉 14.5 迈克尔逊干涉仪
* 14.6 干涉条纹的可见度 时间相干性与空间相干性
14.1 相干光及其获得
一.光矢量、光强度 二.光源、热光源的特点 三.光波的叠加
相干叠加与非相干叠加
O
R R
rk
O’
n=1
ek
rk
2ek
2ek
2
2
=k
=(2k
1)
明纹…(1)
/ 2 暗纹…(2)
O
rk2 =R2 (R ek )2 =2 Rek ek2
2 Rek
ek 2
ek
rk2 2R
O’
代入(1)、(2)式:
(2k 1)R k 1.2.3.
rk
2
kR
k 0.1.2.3.
14.3 分割波面法产生的光的干涉
一.杨氏双缝干涉 二.菲涅尔双面镜 三.洛埃镜实验
明暗纹位置
x
S1
2a
r1
r2
P O
S2
D
x
k D
2a
(2k 1) D
4a
k 0,1, 2 (明) k 1, 2, 3 (暗)
干涉条纹的间距
x D /(2a)
§14-4 分割振幅法产生的光的干涉
一. 薄 膜 干 涉
明环
kR
k 0.1.2.3. 暗环
3)讨论:
① r = 0 的地方,是零级暗纹;
② 条纹不是等间距的,越外越小
③ rk
白光入射时将出现 由紫到红的彩色条纹
④ 中间填充介质,仍有一条光线有半波损失
n
4)应用:
1)测量光波长;
2)检查平面玻璃是否平坦, 凹透镜的曲率是否付合要求
标准透镜
被检体
* 14.6 干涉条纹的可见度 时间相干性与空间相干性
相干光的获得
1.分波阵面法 杨氏双缝干涉
反射,n2 最大
或最小时
2.分振幅法
2e
n22