光的干涉現(xiàn)象與相干條件課件

光的干涉現(xiàn)象與相干條件1/13/20231DUT余虹11.1干涉現(xiàn)象與相干條件一、基本概念——平均輻射強(qiáng)度2、光程光程差-）光程差1、光矢量光強(qiáng)返回41/13/20232DUT余虹真空中波長(zhǎng)為的單色光，在折射率n的透明介質(zhì)中從A傳播到B，兩處相位差為3，則沿此路徑AB間的光程差為相位差為3的兩點(diǎn)幾何距離為1.5介，光程差為1.5介n

=1.5

介A

B

n分析：例題（A）1.5（B）1.5n（C）3（D）1.5/n

（A）1.51/13/20233DUT余虹3、單色光復(fù)色光準(zhǔn)單色光實(shí)際波列有限長(zhǎng)——復(fù)色光間斷振動(dòng)

波列越長(zhǎng)單色性越好單色光的波列無(wú)頭無(wú)尾無(wú)始無(wú)終。1/13/20234DUT余虹二、相干光和相干條件1、波的獨(dú)立性原理和疊加原理S2S11/13/20235DUT余虹3、相干疊加光強(qiáng)分布

只是空間的函數(shù)，因此光強(qiáng)在空間呈穩(wěn)定分布。在

=2m處=(2m+1)處

原子發(fā)光具有隨機(jī)性、間斷性，即使同一個(gè)原子發(fā)出的前后兩列波，也很難保證同時(shí)滿足三個(gè)相干條件。要獲得相干光需要采取特殊的方法.1/13/20237DUT余虹4、獲得相干光的主要方法分波陣面法

具有確定相差的波陣面上的兩個(gè)次級(jí)子光源是相干的。分振幅干涉法1/13/20238DUT余虹dD二、光強(qiáng)分布=2k=（2k+1）（明）（暗）當(dāng)1/13/202310DUT余虹dD三、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)條紋位置明條紋中心：暗條紋中心：條紋寬度1/13/202311DUT余虹條紋移動(dòng)N=4例題楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，=500nm，在一光路中插入玻璃片（n=1.5）后0點(diǎn)變?yōu)?級(jí)明紋中心。求：玻璃片厚度e。解：光程差改變01/13/202312DUT余虹四、洛埃鏡實(shí)驗(yàn)D直射光光程反射光光程？思考：與楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)比干涉條紋有哪些相同、不同之處？1/13/202313DUT余虹11.3光的時(shí)空相干性一、準(zhǔn)單色光的譜線寬度單色光準(zhǔn)單色光光強(qiáng)降到一半時(shí)曲線的寬度——譜線寬度返回41/13/202314DUT余虹二、準(zhǔn)單色光雙縫干涉條紋012不同波長(zhǎng)的疊加——非相干疊加——光強(qiáng)疊加總光強(qiáng)曲線條紋消失的級(jí)次？xI1/13/202315DUT余虹1、傾角相同的光線形成的干涉光光強(qiáng)相同。問(wèn)題：1、透射光的干涉情況如何？2、透鏡換成眼睛能看到這些條紋嗎？2、所有的平行光匯聚在透鏡焦平面上的同一點(diǎn)。使條紋的對(duì)比度更高。3、透鏡正放，焦面上條紋是一組同心圓。2、等傾干涉的特點(diǎn)1/13/202317DUT余虹例題白光照射空氣中的平行薄膜，已知h=0.34m，n=1.33問(wèn)：當(dāng)視線與膜法線成60o和30o時(shí)觀察點(diǎn)各呈什么顏色？解1/13/202318DUT余虹2、等厚干涉的應(yīng)用玻璃n1=1.5，鍍MgF2

n2=1.38，放在空氣中，白光垂直射到膜的表面，欲使反射光中=550nm的成分相消，求：膜的最小厚度。反射光相消=增透思考：若n2>n3會(huì)得到什么結(jié)果？為什么望遠(yuǎn)鏡的鏡片有的發(fā)紅，有的發(fā)藍(lán)？

（1）增透膜與增反膜效果最好——1/13/202320DUT余虹（2）測(cè)長(zhǎng)度微小變化（3）檢查光學(xué)平面的缺陷受熱膨脹干涉條紋移動(dòng)玻璃板向上平移條紋整體移l改變h條紋偏向膜（空氣）厚部表示平面上有凸起。平面上有凹坑。1/13/202321DUT余虹（4）測(cè)凸透鏡的曲率半徑第m級(jí)暗環(huán)對(duì)應(yīng)半徑rm牛頓環(huán)膜厚特點(diǎn)

級(jí)次—內(nèi)低外高間距—內(nèi)疏外密1/13/202322DUT余虹壓環(huán)外擴(kuò)：要打磨中央部分壓環(huán)內(nèi)縮：要打磨邊緣部分（5）牛頓環(huán)在光學(xué)冷加工中的應(yīng)用1/13/202323DUT余虹11.5邁克爾孫干涉儀望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)等傾干涉1、同心圓3、中心級(jí)次明暗不定2、內(nèi)疏外密條紋特點(diǎn)To17返回41/13/202324DUT余虹望遠(yuǎn)鏡平移M1h變化條紋分布變化

更高級(jí)次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴(kuò)。

原最高級(jí)次的環(huán)從中心“縮進(jìn)”，所有的環(huán)都往里縮。

2h

變化，條紋集體移一個(gè)間距。條紋消失！思考：尖劈（n）插入，條紋移N根，厚度？1/13/202325DUT余虹三、相干長(zhǎng)度第k級(jí)第k