11-2-光的干涉-分波前干涉

1、光源光源光的相干性光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子2、光源的發(fā)光機(jī)理1能發(fā)射光波的物質(zhì)原子能級(jí)及發(fā)光躍遷基態(tài)激發(fā)態(tài)

=(E2-E1)/hE1E2能級(jí)躍遷輻射波列波列長(zhǎng)L=

c2普通光源：自發(fā)輻射獨(dú)立(不同原子發(fā)的光)··獨(dú)立(同一原子先后發(fā)的光)

發(fā)光的隨機(jī)性

發(fā)光的間隙性P21

普通光源發(fā)光特點(diǎn)：原子發(fā)光是斷續(xù)的，每次發(fā)光形成一個(gè)短短的波列,

各原子各次發(fā)光相互獨(dú)立，各波列互不相干。3要使兩列波在空間某處產(chǎn)生相干疊加兩列波的條件：（1）頻率相同（2）振動(dòng)方向相同（3）具有固定的位相差45全息照相全息照相原理是1948年英國(guó)籍匈牙利裔物理學(xué)家丹尼斯·伽柏提出的，并因此獲得1971年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。DennisGabor（1900—1979）

一種記錄和再現(xiàn)物體的三維(立體)圖像的照相方法。它是能夠把來自物體的光波波陣面的振幅和相位的信息記錄下來，又能在需要時(shí)再現(xiàn)出這種光波的一種技術(shù)。67分波前（波陣面）的方法：楊氏干涉分振幅的方法：等傾干涉、等厚干涉3、普通光源獲得相干光的途徑（方法）pS

*分波陣面法分振幅法·p薄膜S*8分振幅法分波陣面法*光源9加強(qiáng)減弱則如果即相干波源S1、S2同位相

加強(qiáng)減弱10實(shí)驗(yàn)裝置p一楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（真空）波程差（一）分波陣面干涉11實(shí)驗(yàn)裝置p明紋

暗紋1、干涉加強(qiáng)和減弱（明暗條紋）的條件：12暗紋

明紋p2、條紋位置：13p3、條紋間距:

144、條紋特點(diǎn):以中央明紋為中心，等寬等間距的明暗相間的平行條紋p狹縫上下移動(dòng)，會(huì)引起干涉條紋向相反方向移動(dòng)15(1)

一定時(shí)，若變化,

則將怎樣變化？討論1617(2)一定時(shí),條紋間距與的關(guān)系如何？1819二勞埃德鏡

半波損失：光由光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，反射光位相突變.PML201、波程差2、與楊氏雙縫條紋區(qū)別

考慮半波損失時(shí)，附加波程差取均可，符號(hào)不同，取值不同，對(duì)問題實(shí)質(zhì)無影響.明暗條紋不同若光屏與鏡面接觸，條紋只在接觸點(diǎn)上部出現(xiàn)，下部沒有。21

例1

在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)

=589.3nm的鈉燈作光源，屏幕距雙縫的距離D=800nm，問：

(1)當(dāng)雙縫間距d=１mm時(shí)，兩相鄰明條紋中心間距是多少？

(2)假設(shè)雙縫間距d=10mm，兩相鄰明條紋中心間距又是多少？22解(1)

d=1mm時(shí)

(2)

d=10mm時(shí)

已知

=589.3nmD=800nm求(1)

d=1mm時(shí)

(2)

d=10mm時(shí)

23例2以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上，雙縫與屏幕的垂直距離為1m.

(1)從第一級(jí)明紋到同側(cè)的第四級(jí)明紋間的距離為7.5mm，求單色光的波長(zhǎng)；

(2)若入射光的波長(zhǎng)為600nm,中央明紋中心距離最鄰近的暗紋中心的距離是多少？24解(1)(2)

已知求(1)

(2)

25

例3

在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，單色光源S0到兩縫S1和S2的距離分別l1和l2,并且l1-l2=3

,

為入射波的波長(zhǎng)，雙縫間的距離為d

,雙縫到屏幕的距離為D，如圖，求：

(1)零級(jí)明紋到屏幕中央O點(diǎn)的距離？

(2)相鄰明條紋間的距離。26解(1)設(shè)P0為零級(jí)明紋中心(2)在屏上距O點(diǎn)為x`處，光程差明紋條件27

例4

在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)

=550nm的單色光照射在相距，屏到雙縫的距離為D=2m

問：

(1)中央明紋兩側(cè)的兩條第10級(jí)明紋中心的間距？

(2)用厚度為，n=1.58的云母片蓋上面的一條縫后，零級(jí)明紋移動(dòng)到原來的第幾級(jí)明紋處？解(1)29(2)

蓋上云母后的光程蓋上云母后零級(jí)明紋（k=0）蓋上云母后的光程差3031三光程光在真空中的速度

、波長(zhǎng)光在介質(zhì)中的速度、波長(zhǎng)真空中的波長(zhǎng)介質(zhì)的折射率介質(zhì)中的波長(zhǎng)在相同時(shí)間T內(nèi)，光波在不同介質(zhì)中傳播的路程是不同的。32*PA設(shè)在相同時(shí)間間隔里光在折射率為n的介質(zhì)中傳播的路程為r相應(yīng)在真空中傳播的路程為：在相同時(shí)間內(nèi)，光在介質(zhì)中走的路程r，相當(dāng)于光在真空中傳播的路程nr。33B設(shè)在改變相同的相位差條件下*P

光波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，相位改變光在不同介質(zhì)中傳播的路程不同，在折射率為n的介質(zhì)中傳播的路程為r，在真空中為x在相位變化相同的條件下，光在介質(zhì)中走的路程r，等效于光在真空中傳播的路程nr。

即：光程=nr光程是一個(gè)折合量，在傳播時(shí)間相同或相位相變相同的條件下，把光在介質(zhì)中傳播的路程r折合為在真空中傳播的相應(yīng)路程。34(1)光程:

在數(shù)值上，光程等于介質(zhì)折射率乘以光在介質(zhì)中傳播的路程。當(dāng)一束光連續(xù)經(jīng)過幾種介質(zhì)時(shí)：

35(2)光程差(兩光程之差)光程差：*P*設(shè)兩束光經(jīng)過不同介質(zhì)在P點(diǎn)相遇時(shí)，其相位差：光程差與相位差關(guān)系：36

明紋暗紋

明紋暗紋37ABAB焦平面(3)透鏡不引起附加的光程差38不同光線通過透鏡要改變傳播方向，會(huì)不會(huì)引起附加光程差？問題A、B、C

的位相相同，在F點(diǎn)會(huì)聚，互相加強(qiáng)A、B、C

各點(diǎn)到F點(diǎn)的光程都相等。AaF比BbF經(jīng)過的幾何路程長(zhǎng)，但BbF在透鏡中經(jīng)過的路程比AaF長(zhǎng)，透鏡折射率大于1，折算成光程，

AaF的光程與BbF的光程相等。解釋使用透鏡不會(huì)引起各相干光之間的附加光程差。39

例4

在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長(zhǎng)

的單色光照射，如果用折射率為n的透明薄膜覆蓋在縫是S1上，發(fā)現(xiàn)中央明紋向上移動(dòng)到未蓋薄膜時(shí)的第3級(jí)明紋位置。

(1)求薄膜的厚度。

(2)現(xiàn)將薄膜移去，設(shè)此時(shí)