大學(xué)物理下 第十三章 光的干涉2

1、光在介質(zhì)中傳播的距離折算成真空中的長(zhǎng)度。光程差相位差：干涉極大干涉極小例2、若S2縫上覆蓋厚度為h，折射率為n的介質(zhì)，設(shè)入射光的波長(zhǎng)為 ，問：原來的零級(jí)條紋移至何處？若移至原來的第5級(jí)明條紋處，則其厚度 h 為多少？解：零級(jí)明條紋下移原來5 級(jí)明條紋位置滿足：ABAB焦平面1） 成象的等光程性當(dāng)用透鏡觀測(cè)干涉時(shí)，不會(huì)帶來附加的光程差。2）半波損失（halfwave loss） 當(dāng)光從光疏介質(zhì)，正入射或掠入射于折射率大的光密介質(zhì)時(shí)，則反射光有半波損失。即比較n的大小.有半波損失沒有半波損失問1、2光線有無半波損失？1 2(1)有(2)無四、薄膜干涉（film interference）12光1與

2、光 2的光程差為：在薄膜界面的反射光與折射光的再反射的相干疊加觀察方向：反射角注意有無半波損失1）若膜厚一定、入射角一定、波長(zhǎng)一定，則所有的反射光與折射光的光程差相同。2）若膜厚改變、入射角一定、波長(zhǎng)一定，則所有膜厚相同的點(diǎn)的反射光1、2的光程差相同。 相同的膜厚度對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋。等厚干涉1212實(shí)驗(yàn)要求：面光源3）若膜厚一定、波長(zhǎng)一定, 入射角發(fā)生變化，則不同 i 的 反射光1、2的光程差不同。相同的入射角對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋。等傾干涉解 (1) 例3、一油輪漏出的油(折射率n1 =1.20)污染了某海域, 在海水( n2 =1.30)表面形成一層薄薄的油污. (1) 如果太陽(yáng)正位于海域上空,一直

3、升飛機(jī)的駕駛員從機(jī)上向下觀察,他所正對(duì)的油層厚度為460nm, 則他將觀察到油層呈什么顏色? (2) 如果一潛水員潛入該區(qū)域水下,又將看到油層呈什么顏色?綠色(2) 透射光的光程差紅光紫光紫紅色1）反射光與透射光互補(bǔ)2）增透和增反反射相消增透膜反射相長(zhǎng)增反膜空氣劈尖（wedge film） 牛頓環(huán)（Newton ring）2、典型的等厚干涉裝置：明紋中心暗紋中心1）空氣劈尖（wedge film）：b)相鄰級(jí)次的薄膜厚度差:ea)條紋形狀：平行于棱邊的直線c)相鄰兩條紋的間距： 2）牛頓環(huán)（Newton ring）實(shí)驗(yàn)裝置：平凸透鏡、平面鏡反射光的光程差：條紋形狀：以O(shè) 為圓心的一組同心圓R明

4、紋暗紋re 暗環(huán)半徑明環(huán)半徑 牛頓環(huán)中心為暗環(huán)，級(jí)次最低。離開中心愈遠(yuǎn)，程差愈大，圓條紋間距愈小，即愈密。常量例4、用=500nm的光垂直照射空氣劈尖上，在反射光中觀察到距劈尖棱邊 l =1.56cm的A點(diǎn)處是從棱邊算起的第四條暗條紋中心。（1）求此空氣劈尖的劈尖角。（2）改用600nm的單色光垂直照射到此劈尖上，A處是明條紋還是暗條紋？（3）在第二種情形下，從棱邊到A處的范圍內(nèi)共有幾條明紋，幾條暗紋？ 解：（1）棱邊是第一條暗條紋(2)第三級(jí)明紋（3）共有有三條暗條紋，三條暗條紋例5已知用紫光照射牛頓環(huán)，借助于顯微鏡測(cè)得由中心往外數(shù)第 k 級(jí)明環(huán)的半徑 , k 級(jí)往上數(shù)第16個(gè)明環(huán)半徑 ，平凸透鏡的曲率半徑R=2.50m求：紫光的波長(zhǎng)？解：Re 請(qǐng)畫出下列裝置的干涉條紋(暗紋)，已知光垂直入射?？諝馄讲Ａе嫫桨疾Ａ讲ＡРＡA錐畫干涉條