光的干涉-分波前干涉和分振幅干涉

1、§ 14-6分波前干涉楊氏實驗裝置滿足的亮暗條件亮紋中心位置2k k = 0,+± 2,2a 2X =暗紋中心位置r免(2k +1) ,k = 0, + 2< .2a2p2第二亮紋 匕第一亮紋P中央亮紋P3Z第一亮紋P3Z第二亮紋D討論：1條紋間距條紋是等間距的，相鄰亮（或暗）條紋間距都為2增大兩狹縫之間的距離2a,條紋間距如何變化?3. 增大狹縫到屏的距離D,條紋間距如何變化?4. 增大入射光的波長，條紋間距如何變化？5. 若用白光照射，干涉條紋有何特點?例1在楊氏實驗中雙縫的間距為0.20mm,光屏 與狹縫的距離為50cm,測得光屏上相鄰亮條紋的 間距為1.5mm

2、o求光波的波長。解由式山二孑-3m = 6.0 x IO-7 m2a_ 2込 _ 0.20 x 10= x 1.5 x 1050 x 10"2 D例2在楊氏實驗中，雙縫間距為0.45mm,使用波長 為540 nm的光觀測。（1）要使光屏C上條紋間距為1. 2mm,光屏應(yīng)離雙縫多遠? T)解由式得la2aAx O.45xlO-3 xl.2xlO"3 0.54x106D =m = m = 1.0m2540x1095仏10一7分波前干涉知識點1.X滿足的亮暗條件x =D 7茲 2行 "0,±1,±2,k = 0, ±1, + 2,2.條紋間

3、距（1）增大雙縫間距、波長、雙縫與屏的距離，條紋間距變化情況（2）白光照射時的條紋特點：中間白色，兩側(cè)彩色，且同一級條紋 從中央往兩側(cè)為紫一紅。§ 14-7分振幅干涉一、薄膜干涉aB半波損失：光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時,反射光有”相位的突變，相 當(dāng)于反射光光程有半個波長的損失。2221.等傾干涉光a與光b的光程差為:由幾何關(guān)系得A = n(AB + BC)-AD + | = 2 必 cosy + 2/22k-/=<2(2k+1)彳k = 1,2,，明紋"0丄2,暗紋討論：A = 2ecos/ + 2/2（入、n定，與e、i有關(guān)）薄膜厚度均勻（e 一定），隨入射角i變化

4、同一入射角，對應(yīng)同一干涉條紋不同入射角，對應(yīng)不同條紋等傾干涉等傾干涉:相同傾角的入射光所形成的反射光，處于同一級干涉條紋上不同入射角的光線對應(yīng)著不同干涉級的條紋2.等厚干涉A = 2ecos/ + 2/2入射角i 一定（平行光入射），隨薄膜厚度Q變化薄膜同一厚度處對應(yīng)同一干涉條紋薄膜不同厚度處對應(yīng)不同干涉條紋等厚干涉空氣劈尖劈尖干涉 = 2必cosy + 2/2介質(zhì)劈尖考察入射光為單色平行光垂直入射情況:2介質(zhì)劈尖 / = 2ne + q空氣劈尖 / =+ f1.同一厚度對應(yīng)同一級條紋，條紋平行于棱.2.棱邊處，為暗紋應(yīng)用一檢測待測平面的平整度光學(xué)平板玻璃由于同一條紋下的空氣薄膜厚度相同，當(dāng)待

5、測平面上出現(xiàn)溝槽時條紋彎曲。干涉圖樣:裝置：A曲率半徑很大的凸透鏡B-平面光學(xué)玻璃干涉圖樣:平凸透鏡與平晶間形成空氣劈尖;r十冷）恥明環(huán)半徑.r = JkRA 暗環(huán)半徑干涉圖樣:例1在水面上飄浮著一層厚度為0.316 gm的油膜，其折射率為140。中午的陽光垂直照射在油膜上，問油膜呈現(xiàn)什么顏色?解由圖知光1和光2的光程差為A = 2ne -油膜顏色是干涉加強光波的顏巒滿足A 2 幺 H = k 九k 或二半 亠 1/2當(dāng)k = 1時，干涉加強的波長為Q = 2 x 1瑁;0.316“ =沖當(dāng)k=2時，干涉加強的波長為2= 0.590呵當(dāng)k=3時，干涉加強的波長為2=0.354 pim可見，只有

6、2=0.590Pm的光處于可見光范圍，是黃光，所以油膜呈黃色。例2用波長為0.400 pm的紫光進行牛頓環(huán)實驗，觀察到第燼 暗環(huán)的半徑為4.00 mm,第k+5級暗環(huán)的半徑為6.00 mm0求平凸透鏡的曲率半徑R和k的數(shù)值。弊由公式得=kRA血5 =伙+ 5）血聯(lián)立解得仁-記二5恥所以R =(6.002 7002)x(1廠)2 m“o°m5 x 0.400 x 10"6k = - =RA(400x10J)210.0x0.400xl0_6例3為了利用光的干涉作用減少玻璃表面對入射光的反射，以增大透射光的強度，常在儀器鏡頭（折射率為150）表面涂敷一層透明介質(zhì)膜（多用 MgF2,折射率為138），稱為增透膜。若使鏡頭對人眼和照相機底片最敏 感的黃綠光（2=550 nm）反射最小，試求介質(zhì)膜的最小厚度。解因上.下表面反射光都有半波損失所以有 a = 2 e仃?由干涉相消條件得所以.2A 2en9 = (2k +1) Jc 0,12 2(2k +1) 2(2k +1)2e =玻璃 n3=1-502n2242e -.550 X 10_9 m = 9.96x10-0按題意求氟化鎂薄膜厚度的最小值，故應(yīng)取圧=0,故4 x 138分振幅干涉知識點1 半波損失：光疏介質(zhì)入光密介質(zhì)的反射光產(chǎn)生半波