第17章光的干涉課件

1、光的電磁理論光矢量： 1. 光強(qiáng)可見光：波長：頻率：光強(qiáng)光是一定波段的電磁波 第17章 光的干涉12. 光譜曲線圖 譜線及其寬度譜線寬度3. 光波的描述理想的單色光場波函數(shù)單色光準(zhǔn)單色光光譜曲線 （譜線）波長強(qiáng)度21. 光波疊加原理遵從波的獨立傳播原理, 多列波交疊區(qū)有:條件: 介質(zhì)是線性的, 光波服從疊加原理2. 光的干涉17-1 相干光3P相干波頻率相同振動方向相同有恒定相位差相位差合振幅如果光在相同介質(zhì)中傳播4光程:光速幾何距離光程差:相位差:3 光程差如果光在不同介質(zhì)中傳播5加強(qiáng)減弱 ( k = 0 1 2) 加強(qiáng)和減弱的條件:相位:加強(qiáng)減弱 ( k = 0 1 2) 光程差:光的強(qiáng)度

2、或明暗在空間非均勻的穩(wěn)定分布- 光的干涉6從普通光源獲得相干光方法:分波前法分振幅法分振動面法4. 獲得相干光方法普通光源的發(fā)光特點:1) 一個原子每一次發(fā)光只能發(fā)出一個波列2) 原子的發(fā)光是斷續(xù)的3) 各原子的各次發(fā)光是完全相互獨立的 兩個普通光源或同一普通光源的不同部分所發(fā)出的光是不相干的717-2 楊氏雙縫干涉一 楊氏雙縫干涉實驗 實驗裝置分波陣面干涉8 楊氏干涉條紋P點光強(qiáng)S1 和 S2 振動方向相同, 相位相同頻率相同9光強(qiáng)極大極小交替出現(xiàn), 形成明暗相間、等亮度、等間距的條紋.明紋中心:暗紋中心:條紋間距(亮亮或暗暗)10討論:光強(qiáng)極大極小交替出現(xiàn), 形成明暗相間、等亮度、等間距的

3、條紋.明紋中心:暗紋中心:條紋間距(亮亮或暗暗)11二 菲涅耳雙棱鏡、雙面鏡和勞埃德鏡圖 菲涅耳雙面鏡圖 勞埃德鏡圖 菲涅耳雙棱鏡暗紋為什么？半波損失！12*三 非單色性對干涉條紋的影響（光場的時間相干性）1. 干涉條紋可見度(襯度)定義:13準(zhǔn)單色光： 中心波長為 譜線寬度為干涉條紋消失的位置： 波長為 +/2 成分的第 k 級明紋與波長為 -/2 成分的第 （k+1）級明紋重合的位置。相干長度2. 非單色性對干涉條紋的影響 14白光與同數(shù)量級He-Ne激光長單色性好相干長度波列長度 L相干時間 時間相干性： 光源在同一時刻發(fā)的光分為兩束后又先后到達(dá)某一觀察點，只有這先后到達(dá)的時差小于某一值

4、時才能在觀察點產(chǎn)生干涉。15光源寬度對干涉條紋影響 - 光場的空間相干性*四 光源大小對干涉條紋的影響（光場的空間相干性）16 帶光源雙縫干涉的強(qiáng)度分布曲線17 設(shè)光源上邊緣處線光源 L產(chǎn)生的中央條紋 0L與下邊緣處線光源N 產(chǎn)生的第一級亮紋 1N 重合?？臻g相干性： 具有一定寬度的普通光源發(fā)出的光波，要使其波面上的兩點（ S1 和 S2）作為次波源能發(fā)生干涉現(xiàn)象，這兩點之間的距離必須小于某一值。18相干間隔 d0 ：干涉條紋剛好消失時，S1 和 S2 之間的距離最大張角 s ：S1 和 S2 對光源 S 的中心所張的角19亮點薄透鏡，近軸光線：透鏡不產(chǎn)生附加光程差一般在透鏡前找光程差fSS1

5、S20Pxd亮暗亮暗條紋間距一 透鏡不引起附加的光程差17-3 等傾干涉20 分振幅干涉 定域干涉 點光源非定域干涉 擴(kuò)展光源的定域干涉薄膜干涉二 薄膜干涉21n2 n1兩相干光的光程差亮紋暗紋當(dāng) e、n2、n1 確定，則相同入射角的入射光線有相同光程差。它們在透鏡焦平面上構(gòu)成同一級條紋，稱等傾干涉。由三 等傾干涉22 等傾干涉條紋231) 增透膜對某一特定波長 ，反射干涉相消，透過相長。2) 高反膜 對某一特定波長使反射率大大加強(qiáng)，透射率相應(yīng)減少。增透膜、多層膜3) 干涉濾光層 多層膜可使從白光中獲得特定波長范圍的光。24一 劈尖亮紋暗紋討論：1）2）3）e 相同的條紋在同一級上，稱為等厚干涉e=0 的棱邊處，是暗紋，這是半波損失一例證。任意相鄰明（暗）紋間距為 L劈尖干涉17-4 等厚干涉25二 牛頓環(huán)1) 干涉圖樣：內(nèi)疏外密中心為暗點的圓環(huán)。2）