物理下新13光的干涉

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof按產(chǎn)分

動(dòng)電動(dòng)感

fEkf

Edl磁 電動(dòng)磁 L

L

按激發(fā)

1 V2式分

M

MN121N212

I2 1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof第四 十七世紀(jì)末：牛頓——2質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof十九世紀(jì)初：光 衍偏1905年：愛(ài)因斯

光子假二十世紀(jì)三十年代光具有“波粒二象性 衍 偏

康普頓效應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof第十三章光§13.1光的相干§13.2雙§13.3光程和光程§13.4§13.5邁克耳 4質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof第十干涉意義——一切波動(dòng)現(xiàn)象的重要特征之相同條件——相干波源振動(dòng)方向相同位相差恒定本質(zhì)——兩列相干波特點(diǎn)——波的能量在空間周期性分（加強(qiáng)或減弱 的特征——光波交迭處的屏上呈明暗相間的條5質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof描述運(yùn)動(dòng)的物

速切加速法運(yùn)動(dòng)方程（軌跡與方程運(yùn)動(dòng)規(guī)

運(yùn)動(dòng)的疊加原運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性6質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof§13.1光的相干一、光矢光波是EH在空間的。實(shí)驗(yàn)證明光波中參與與物質(zhì)相互作用（感光作用、生理作用等）的是E矢量，稱它為光E矢量的振動(dòng)稱為光振動(dòng)。二、光源的發(fā)光機(jī)

h

一列持續(xù)時(shí)間為10-8s的振動(dòng)方

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof三、光的相干疊加與不相干設(shè)有兩個(gè)頻率相同的單色光，它們?cè)诏B加點(diǎn)的振動(dòng)分

E1E10

cost1E E

cost2疊加后E=E1E2E0cosωt其中：E2E2E22E 觀察時(shí)間108

IE2 E2dt E2E 2E 20

0

18質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofII 12I 0cos(12)dt光的不相干疊加在時(shí)間內(nèi)，21可取0~

則：II1I2若：I若：I1I2I9質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof光的相干疊加如果兩束光是相干光，則它們的頻率相同、振動(dòng)相同，而且在疊加點(diǎn)兩光的相位差

恒定 1

1dt

1II1I2 I1I2cos(21當(dāng)2k（kII1I2 I1 相當(dāng)(2k1)（kII1I2 I1

相質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofII1I2 I1I2cos(21若：I

則：I2I[1

]4Icos2 0,2,...4

相長(zhǎng),2,..— I Δ質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof四、相干光的獲得分波陣面法——楊 、洛埃鏡分振幅法（薄 ）——等 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof§13. 雙一、楊氏一、楊氏1 S1

k= （1）條紋特 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof明暗條紋x處：

S 2(rr)2 xD

x

D

x

2k明（k2k1)暗（k

kD——明，(kxx2k1D——暗，(k *屏幕中心：x0,0,0k0級(jí)明紋質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof相鄰?fù)再|(zhì)條紋間kD——明，(k dx 2k

暗，k x Dk 光強(qiáng)明條紋：2kI4

相長(zhǎng)暗條紋：2k1——I 相消質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof

,)Dxxk1xk d

x

k1,2,)條紋變化特點(diǎn)d：同一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)xkD：同一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)xk：同一級(jí)條紋對(duì)應(yīng)xk

，條紋變密x，條紋變疏x，條紋變疏x為白色明紋，兩邊為由紫而紅的彩色條紋質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof第一次用實(shí)驗(yàn)的方法證實(shí)了光具第一次提供了測(cè)量光波波長(zhǎng)的實(shí)xDd質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof二、二、洛AMNB將屏AB移至A’B’處，N點(diǎn)是明還是暗條紋雖然r2r1 但實(shí)驗(yàn)結(jié)果N點(diǎn)是暗條紋N(2

有的位相突變——半波損失 [例13-1]雙 實(shí)驗(yàn)中，鈉光燈作光源，雙縫與屏的距離D=500nm1雙縫間距分別為d11.2mm和d210mm，求相鄰 2若肉眼僅能分辨兩條紋的間距為0.065mm，則雙縫間d最大是[解]（1）相鄰兩條紋間距xd

1.2mm時(shí)，x1

500500

10mm時(shí)， 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof 500dx

表必小到到 。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof[例13-2]楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中640nm，雙，屏與雙縫的距離D兩光束在P點(diǎn)的位相P點(diǎn)的光強(qiáng) 明紋中心O點(diǎn)的光強(qiáng)之比[解]（1）兩光束到達(dá)P點(diǎn)的波程差rrdx0.4

8.0104

0.8104 （2）根據(jù)光 得4I

1 1

1 4I1

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof§13.3光程和光1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一、不同媒質(zhì)中單色光的1.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象x 且 真真n真理論解

不變

改變 真空中：

u改變nn 介質(zhì)n中： nu

xd

（nxn

dd質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof二、光經(jīng)過(guò)相同的幾何路程發(fā)生的相位改變分別真空 Δ =π00介質(zhì)

Δ =π=nΔ =n0Δ 0

ΔΦ=nΔΦ真真介rr光程=折射率×幾何路程=質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsoft時(shí)間內(nèi)：rVtCnnrCt三、光程差

p l(r2l)nlr1(r21)(n2質(zhì)（inatisofparticles aadb.c..g

bh幾何路程不等，但光程是相等的。到達(dá)F點(diǎn)形成亮點(diǎn)，說(shuō)明abc三條光線到達(dá)F點(diǎn)無(wú)相位所以透鏡的引§13.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof§13.薄一、等 ——平行薄光程差的計(jì)算光從光疏反射光1、2的光程

(ABBC)n1AD

n2n2sin2i

k k=1,2,3...

2k12

k=0,1,2.n1,n2,,e確定： ——等（ine透透射光12的光程差n2n2sinn2n2sin221

k=1,2,3...2k 2

k=0,1,2...質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof屏n1S1n1S1S23Sn n2>n1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofS1色S23

n1n2>nn1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofS1光色S2光1源S3 1 n2>nn1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofS1光色S2光1源S3 1薄膜n2

n2>質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofS1光色S2光1源S3 1薄膜n2

n2>質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（KinematicsofS1光色S2光S3

等 條n1薄膜n2

n2>質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof同一i對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋—— 條紋——一組同心選用面光源—— 涉環(huán)亮*條紋特點(diǎn)

n2

sin2i

ik外圈級(jí)數(shù)

ik內(nèi)圈級(jí)數(shù)中心處：i=0，級(jí)數(shù)最高角寬

kik1i

sini

1,

3）薄膜厚度均勻增加，條紋變密，中心級(jí)數(shù)增加（冒出薄膜厚度均勻減小，條紋變疏，中心級(jí)數(shù)減少（34進(jìn)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof[例13-8]白光下，觀察一層折射率n=1.30的薄油[解]根據(jù)明紋條件：n2sin2e(2k (2k1)n2sin24

n2n2n2sin221emin1.010 若從法線方向觀i02ne24ne5.201072k1 2k1

k1,1520nm（綠光k22173nm（紫外光在法線方向觀察為綠 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof※增透膜和增反 增反膜－－對(duì)某一波長(zhǎng)，使其反射 加試求MgF2的最

2ne（2k1 e(2k

2取e

22質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof二、等1.劈尖 *平行光入射：i1、2光程差 明（加強(qiáng)

2 2n

2k2

暗（相消ek

2k1

同一厚度對(duì)應(yīng)同一級(jí)條質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof討論: eek1

相鄰明或暗條紋的間距l(xiāng)lsinel 2n2 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof條紋向棱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof

凹陷深度：Ha條紋間距：b

HRre2（sofRre裝**光程差——空氣層上下表面反射光之2e2

*等厚*等厚點(diǎn)的軌跡是以O(shè)為圓心的一組同心

k=0,1,2,...

理想接觸點(diǎn)O：e=0， 暗2*牛頓環(huán)半徑r2

(Re)22Ree22kk級(jí)明紋：rk

2k1rrkr2kkD2kkk級(jí)暗紋：rk

實(shí)驗(yàn)測(cè)量R62質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof[例13-7]一塊平板玻璃上有一滴油滴，在 知油n21.60，玻璃n31.50，試求：油膜與玻璃交界處是明紋還是暗紋油膜的若油膜逐漸攤開(kāi)，條紋

交界處(e0)為暗紋外圓環(huán)：0級(jí)暗紋，中心點(diǎn)：第4級(jí)暗紋2ne(2k1)

e

4

7.2107油膜向外攤開(kāi)，最外暗環(huán)向外擴(kuò)大，中心點(diǎn)變化；最大厚度減小，條紋級(jí)數(shù)減少 §13.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof§13.邁克耳 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)（Kinematicsof一、裝 G1,G2450玻璃板

MG1背面鍍半透半反膜2G2補(bǔ)償板，對(duì)2作光程補(bǔ)2

M

1M1反射2M2反射

M1G1

M2M1空氣層上下表面反射光二 現(xiàn)M1、M2、