物理-光的干涉省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

光的干涉第十二章第1頁1（1）以牛頓為代表微粒說（2）以惠更斯為代表波動(dòng)說（3）以愛因斯坦為代表量子說量子光學(xué)物理光學(xué)光學(xué)幾何光學(xué)波動(dòng)光學(xué)光偏振光衍射光干涉光學(xué)研究是光本性、光傳輸規(guī)律以及光和其它物質(zhì)相互作用學(xué)說光全息技術(shù)、光信息處理技術(shù)、光纖技術(shù)非線性光學(xué)、傅里葉光學(xué)等當(dāng)代光學(xué)分支逐步形成

兩列相干波在某一區(qū)域相遇時(shí)，使一些地方振動(dòng)一直加強(qiáng)，使另一些地方振動(dòng)一直減弱，結(jié)果使波強(qiáng)度形成穩(wěn)定分布干涉現(xiàn)象波粒二象性第2頁2光是由光源中原子或分子能量狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)輻射出來0基態(tài)激發(fā)態(tài)(1)大量原子、分子獨(dú)立發(fā)出光，頻率不一樣。(2)原子、分子發(fā)光是間歇、隨機(jī)(3)每一次發(fā)光都是獨(dú)立，無相互關(guān)聯(lián)11光干涉一.光源發(fā)光復(fù)雜性第3頁3可見光頻率范圍3、光顏色和光譜可見光波長(zhǎng)范圍單色光——只含單一波長(zhǎng)光。復(fù)色光——含各種波長(zhǎng)光。紫光紅光第4頁4光相干條件：我開了兩盞燈，為何沒看見干涉條紋？不滿足相干條件！二.相干光取得:1.光相干條件頻率相同、振動(dòng)方向相同、位相相同或位相差恒定兩個(gè)或多個(gè)光波在空間相遇時(shí)，使一些地方光強(qiáng)度一直加強(qiáng)，而使另一些地方光強(qiáng)度一直減弱，結(jié)果使光強(qiáng)度形成穩(wěn)定分布。光干涉第5頁5同一原子前后兩次發(fā)出兩列光波同一光源兩個(gè)原子發(fā)出兩列波兩列光波只有來自同一點(diǎn)同一次發(fā)光才能相干2.相干光取得:把由光源同一點(diǎn)發(fā)光設(shè)法分成兩部分，然后再迭加基本原理:兩個(gè)獨(dú)立光源發(fā)出兩列波不滿足相干條件不相干獨(dú)立(不一樣原子發(fā)光)··獨(dú)立(同一原子先后發(fā)光)第6頁6分波陣面法在點(diǎn)光源發(fā)出光波波陣面上分割出兩部分次光源分振幅法把面光源射到透明薄膜上光束分離為兩部分S1S2S反射光，折射光能量不一樣，且能量與振幅相關(guān)——分振幅取得相干光方法第7頁7SdD條件：1試驗(yàn)裝置和干涉圖樣三、楊氏雙縫干涉以中央明條紋為中心，兩側(cè)出現(xiàn)明暗相間干涉條紋.相鄰明紋或暗紋距離相等條紋特點(diǎn):第8頁82.形成明暗紋條件

=暗紋明紋SdD第9頁93.明紋、暗紋位置(中心位置)=明紋暗紋明紋中心位置:暗紋中心位置:4.相鄰明紋(或暗紋)間距離dD第10頁105.結(jié)論dD(1)明、暗條紋等間距地分布在中央明紋兩側(cè)。(2)要求D>>d。(3)若D、d不變,△x正比于波長(zhǎng)λ。

波長(zhǎng)大小紅紫條紋稀條紋密第11頁11o紫紅紫紅k級(jí)△x紫紅k+1級(jí)(2級(jí))白光白色6用白光照射①中央明紋是白色②其余各級(jí)條紋是紫到紅彩色光帶③彩色光帶寬度④當(dāng)級(jí)數(shù)高到一定程度時(shí),有重迭現(xiàn)象假設(shè)從第K級(jí)開始重迭說明從第2級(jí)開始重迭在重迭區(qū)域波程差相等

=第12頁12四其它分波陣面干涉楊氏雙縫試驗(yàn)缺點(diǎn)：條紋亮度低、光強(qiáng)弱1、菲涅耳雙棱鏡試驗(yàn).S1、S2為兩個(gè)虛光源第13頁13光欄2、菲涅耳雙面鏡試驗(yàn).S1、S2為兩個(gè)虛光源第14頁143、洛埃鏡試驗(yàn)應(yīng)該是明紋但實(shí)際卻是暗紋！試驗(yàn)證實(shí)：光從光疏介質(zhì)掠射向光密介質(zhì)仍發(fā)生半波損失！S’為虛光源,S為實(shí)光源P第15頁15(1).已知2級(jí)明條紋位置求：波長(zhǎng)、條紋間距？得(2).若改用解：求：條紋間距？(1)(2)例1.

以單色光照射到相距為0.2mm雙縫上,雙縫與屏垂直距離為1m.第16頁16從第一級(jí)明紋到同側(cè)第四級(jí)明紋間距離為7.5mm,求單色光波長(zhǎng)?解：明紋位置：

例2.楊氏雙縫試驗(yàn)中，已知：第17頁17五。光程與光程差兩束相干光經(jīng)過不一樣介質(zhì)時(shí)，位相差不能單純由幾何旅程差決定。？？光在介質(zhì)中傳輸幾何旅程為r，對(duì)應(yīng)位相改變?yōu)?.光程第18頁18光程表示在相同時(shí)間內(nèi)光在真空中經(jīng)過旅程即：光程可將光在介質(zhì)中走過旅程，折算為光在真空中旅程第19頁19光在真空中波長(zhǎng)相位差表示干涉加強(qiáng)、減弱條件=明紋暗紋明紋暗紋用光程差表示干涉加強(qiáng)、減弱條件2.光程差相位差與光程差關(guān)系第20頁20不一樣光線經(jīng)過透鏡要改變傳輸方向，會(huì)不會(huì)引發(fā)附加光程差？A、B、C位相相同，在F點(diǎn)會(huì)聚，相互加強(qiáng)A、B、C各點(diǎn)到F點(diǎn)光程都相等。AaF比BbF經(jīng)過幾何旅程長(zhǎng)，但BbF在透鏡中經(jīng)過旅程比AaF長(zhǎng)，透鏡折射率大于1，折算成光程，AaF光程與BbF光程相等。解釋使用透鏡不會(huì)引發(fā)各相干光之間附加光程差。第21頁21問：當(dāng)縫S2用厚為e透明媒質(zhì)遮蓋時(shí),條紋怎樣移動(dòng)？解：O點(diǎn)光程差中央明紋（0級(jí)條紋）位置即：當(dāng)薄膜厚度逐步增加時(shí)，r1增加r2減小，中央條紋向下移動(dòng)條紋間距結(jié)論:干涉條紋向光程增大一側(cè)移動(dòng),條紋間距不變?cè)噯?例3.

有一楊氏雙縫干涉裝置,如圖所表示,SS2S1POn不變干涉條紋變密。將整個(gè)裝置浸入水中，干涉條紋怎樣改變？

e第22頁22例4：如圖，在楊氏雙縫干涉試驗(yàn)裝置中，若在一個(gè)縫后放一折射率為n，厚度為e透明媒質(zhì)薄片，求：①②兩相干光抵達(dá)屏上任一點(diǎn)P光程差若透明媒質(zhì)薄片折射率n=1.58，并用氦氖激光照射，發(fā)覺中央明條紋移動(dòng)了3個(gè)條紋間距，則透明媒質(zhì)薄片厚度為多少？解：①②加入媒質(zhì)，經(jīng)過S1光程變大中央明紋位置上移，以保持，觀察o點(diǎn)，出現(xiàn)明暗條紋改變移動(dòng)一個(gè)條紋間距移動(dòng)N個(gè)條紋間距第23頁23干涉條紋位置取決于干涉條紋移動(dòng)取決于結(jié)論：光程差光程差改變第24頁24解：條紋移動(dòng)N=4例5楊氏雙縫試驗(yàn)，=500nm，在一光路中插入玻璃片（n=1.5）后O點(diǎn)變?yōu)?級(jí)明紋中心。求：玻璃片厚度。光程差改變第25頁251.形成明紋、暗紋條件明紋暗紋dD2.明紋、暗紋位置(中心位置)明紋中心位置:暗紋中心位置:3.相鄰明紋(或暗紋)間距離楊氏雙縫干涉試驗(yàn)小結(jié)第26頁26o紫紅紫紅k級(jí)△x紫紅k+1級(jí)(2級(jí))白光白色波長(zhǎng)大小紅紫4.用白光照射①中央明紋是白色②其余各級(jí)條紋是紫到紅彩色光帶③彩色光帶寬度④當(dāng)級(jí)數(shù)高到一定程度時(shí),有重迭現(xiàn)象假設(shè)從第K級(jí)開始重迭說明從第2