注冊結(jié)構(gòu)專業(yè)基礎(chǔ)波動光學(xué)課本

PAGEPAGE22頁第四節(jié)波動光學(xué)一、基本內(nèi)容（一）光的干涉1、相干光的獲得與楊氏雙縫干涉（1）相干光必須滿足：頻率相同、光振動的方向相同、相遇點(diǎn)相位差恒定。獲得相干光的方法：楊氏雙縫、菲涅耳雙鏡、雙棱鏡、洛埃鏡。rr1r2xdxD0P·楊氏雙縫干涉示意圖設(shè)d>>l，D>>d兩相干光線在P處相遇時，他們的相位差為：＝波程差：(2-4-2)明紋中心的位置(2-4-3)式中k=0為中央（零級）明紋，k=1為一級明紋中心，其余依此類推。暗紋中心的位置(2-4-4)亦式撐中胃k=者1廉為一級塌暗紋中變心盆，棗k=否2拌為二級邀暗紋中各心，其倡余依此今類推。勒條紋間惱距（相窩鄰的明寧紋或相暴鄰的暗涌紋之間使的距離揭）：白(沿2-4寫-5)虛膨減若用白抹光照射厲狹縫，刮則在屏淡上除中湖央明紋砍呈白色險外，代其余各翠級明紋舍均為彩麥色條紋產(chǎn)，同一離級明紋母為從紫吼到紅的醒彩帶。訴二、薄黃膜干涉拾1僅、光程訪為方便奧計算光捧經(jīng)過不束同介質(zhì)素時引起鄰的相差此，引入針光程的章概念。塵定義洗L吹=普nr拋為介質(zhì)飲中與路異程膀r逃相應(yīng)的宏光程設(shè)。漢n詞為介質(zhì)掌的折射跡率。染懲查2南、光程益差購(毯δ夕)呀與相位例差殃(盼△φ昂)老的關(guān)系亡盟3蔑、半波蹈損失尚(1)先袋、從光模疏授→且光密喚,面當(dāng)光線泳正入射身(蔬i盈=0仁°儲)滑或掠入激射頭(嘴i惰≈遠(yuǎn)90胃°太)墾時蝦,獲產(chǎn)生附鮮加的光灣程差段,土反射光呆有半波凍損失痰.厘(趁2紫)洲、從光座密楚→動光疏聰,憲反射光惑無半波護(hù)損失菜;柄(渴3匆)肉、在任院何情況笛下咳,債透射光掛都沒有像半波損棋失。渴4亡、薄膜凳干涉鳳反射光霞線：若棚n陷1享<n績2諸>n圍1敢,觸應(yīng)計半恒波損失閉（顛2-4想-竹7細(xì)）闖斑盾注意：士①向婦明紋她中研k向只能挽從頌1喝開始取艷②繭上式是半當(dāng)必n扔2口>n芝1宋時推導(dǎo)罩出的，額其它情晉況應(yīng)考邊慮其反炸射時是裕否有半堪波損失攤。秀茂5蔽．非勻次厚薄膜黃干涉、繪劈尖、勾牛頓環(huán)壽1壞）緒劈尖干萄涉猾劈尖數(shù)(府劈形膜門)鑰：夾角控很小的蟻兩個平桃面間的訂介質(zhì)薄絲膜叫劈積尖。兩冰玻璃片沿的交線疤為棱邊帆，在平味行于棱桿邊的線多上，劈蘿尖的厚娛度是相潑等的。請設(shè)劈尖噸的折射樣率吳為俱n疊2抹,電其周圍布介質(zhì)的類折射率雨為舒n映1疲,(n吸2煤<n甜1顯)疫,毫θ壯角很小準(zhǔn)，若波擾長改為土λ辛的單色什光垂直濱入射，違則在劈抗尖的上魄下表面房反射的飽反射光較線在劈砍尖的上介表面相證遇，其脖光程差稼為：賓在桃式亞中同e券為光照滅處劈尖鹽的厚度寺。融e=0熟時，棱笨邊為零頸級暗紋憲兩相鄰哈明（暗君）紋對闊應(yīng)的厚引度差為斑：豬對空氣羞劈尖，巧n式2蠢=1,只擱笑兩相鄰匯明宏(愉暗非)字紋間嚴(yán)距協(xié)L抗惰貸刃油鼓剃字所以劈勤尖干涉建條紋為御平行于田棱邊的肉明暗相慈間的直宜條紋深,股且條紋艷等間距芬。為2)野塑牛頓環(huán)簽在曲率攻半徑很趴大的平集凸透鏡慮和平板影玻璃（敬折射率肚為莊n醫(yī)1在）之間茫形成一柜厚度不戚均勻的察空氣層羅（房n預(yù)2旗=1,利n焰2蒼<n坦1猛）。單紹色光垂環(huán)直照射盲時，在姜空氣層拒上下表瞞面反射哄的光，存因干涉笑而得到姜一系列潔明暗相剃間的同摧心環(huán)狀淡干涉條臟紋，稱朽為牛頓警環(huán)態(tài)。算旋若入射急光波長副為康λ器，垂直厘入射，恨當(dāng)空氣壓層上下諸表面的瓶反射光殃在上表轟面相遇增時的光洋程差為使：誦取(2霉-4-農(nóng)10)筍e=0符時挺,液中心為嫩零級暗惹紋豆(虧暗斑仰)宅說明有港半波損配失。其牛頓環(huán)蹈半徑（偶牛頓環(huán)欄裝置圖賣中的幾半何關(guān)系釘?shù)茫┢屯牢浺蚯譃榕襌>>糠e噴，可略蠶去凍e做2橫得：R拿3鼻)鑰邁克耳旅遜干涉綢儀火味貍邁克耳售遜干涉隔儀的視禽場中基有酷N堂條明紋著移過，出則平面播鏡移動版的距離問為六分束板分束板補(bǔ)償板邁克耳遜干涉儀光路圖邁克耳遜干涉儀光路圖零由于原慨子發(fā)光精是間歇蟲的鐘,鬼每次發(fā)價光持續(xù)蘆時間小飛于方10托－掉8響s旬,楚發(fā)出的沾波列有匹一定長詳度股,霉原子前傲、后兩母次發(fā)的沾光并不似相弱干惹,打為了使喬經(jīng)京M償1懼和川M批2亮反射的狗兩分光征束匯(1好)殖和廚(2環(huán))匆均取自記同一原叉子同一怠時刻發(fā)夫出的同堂一波掃列督,珍所以兩尖分光顛束遣(1典)尸和伶(2抓)長的最大歐光程差凍不能超懷過波列畏長幸度芝,右否則兩捧分光束眼相遇時州就不能診發(fā)生干麻涉。謝兩個分旬光束產(chǎn)飼生干涉徹效應(yīng)的紡最大光尊程差稱往為該光徐源的相紀(jì)干長度習(xí)。刷(護(hù)二霧)嚇光的衍貸射租1狗.到惠更穩(wěn)斯巴-移菲涅耳幣原理赤菲涅耳陪在惠更禿斯原理傳的基礎(chǔ)收上進(jìn)一虹步假漢定物,英從同一耗波陣面眾上各點(diǎn)錫所發(fā)出眉的子箱波添,介經(jīng)華傳釋席播而在復(fù)空間某停點(diǎn)相遇路時銜,姜也可相懶互疊加秘而產(chǎn)生研干涉現(xiàn)煙象。這抵個經(jīng)過殲發(fā)展了贈的惠更刑斯原理蘭稱喝撤為惠更廳斯一菲城涅耳原獵理。它直指盈出在衍邊射波場吊中出現(xiàn)敗衍射條賄紋的明陰暗庭,短實(shí)質(zhì)上擔(dān)是子波吵干涉盞的蘆迷結(jié)懷果統(tǒng),攀用惠更向斯一菲雪涅耳原桶理可以毀定量計剃算衍射中波場中均任一點(diǎn)將處的光梯振動的傘強(qiáng)弱。物但計刻算鳴序較復(fù)雜鞭。眉2傘.咸單縫衍諷射么我們討書論平行猛光線的茫衍射現(xiàn)跨象腿,罩這種衍軌射稱為轎夫瑯和夜費(fèi)衍射來。若垂胡直入射桃到單煤縫蠻(灣其炎唱縫寬遠(yuǎn)葬小于縫睡長方,懷為一極由狹的畢縫抗)連上的光熊為一單蘇色平行狐光蒙束栗,控我們考怠慮單縫賤的衍射譜光束屬中堵便的一組奮平行光明束。后它者經(jīng)透早鏡聚焦蜓在屏雜上腸,牽屏置于日透鏡的總焦平面家位置。月圖含2-4然-房6戴表示衍襖射題嫌角為的波一組平鞋行光束坑經(jīng)透鏡聽聚焦在霜屏上間的夜P盞處獅,需這種單倘縫的夫陜瑯和費(fèi)鐘衍射是矮一種最陵簡濟(jì)那單的衍搞射。下黨面作具呆體討論燥。參(1燙)泊屏上出醫(yī)現(xiàn)衍射獵明、暗降條紋的隊條件宵必須明六確戴,譜引人透捎鏡是為廉了將不免同的衍懲射角的營各組平惑行光線丙會聚在險屏上的忍不同處塵。光通今過透鏡囑不會引謙起附加釘?shù)墓獬糖o差烘,蔬于是會仰聚處是懼明是暗橡只決定張于對應(yīng)意的平行時光束中痕各衍射趨光線間扇的相互住干涉情穩(wěn)況。這儀類問題陣可本用忍"最波佩帶她"鎮(zhèn)法來解乒決。所縮謂始"月波醫(yī)帶屈"抓是將波佛陣業(yè)面落墓(蔬即寬度登為還α股的單縫館平咐面蔥)拔分成若裁干個等搏分的發(fā)始光斑帶老,滑而相鄰純兩個發(fā)贊光帶對養(yǎng)應(yīng)位置沾發(fā)出鞏的率匙光的光纖程差為問λ舅/2杰,廉這樣被司等分成餡的每一候個發(fā)光課帶稱為樂一仰個濁"廈半波冊帶求"扔。如停圖界2-4線-洗7旦所淺示塵,爪平行光忘到達(dá)寬抵度伏為遵α反的單籌縫鳴AB步,紡其中衍料射角公為史φ努的一束訊平行光遠(yuǎn)經(jīng)透鏡暫會聚在紐屏幕中郊央上方慶的壤P眨處。乏作墊A警C凍平面垂王直于波注線。設(shè)趨以嶺λ勻/叔2別為單位役將設(shè)縫挖A汁B滔的兩條反邊緣光女線的光屢程仔差衰B莫C極剛好分儀為三等狡分丘,再即曠B晴C桃滿足丸asi訪n據(jù)Φ蠟=3/吊2軍λ里過每一方等分點(diǎn)禍作夏A容C催的平行戰(zhàn)線諒,霞則縫平擠面艇A鍵B始也被相果應(yīng)地分雨成三等騰分柳AA提’福、儲A聰’爽A葉’’聾和考A冠’’螺B功(讓每一等群分為一鋒個壘"微波錯帶所"走)千。這求樣替,晃相鄰兩拔個波帶騎的光籍在陷P錫處相示消抖,技而只有甘第三個鉛波遲帶毫紫的光吸對沸P艦處的亮妥度有貢綿獻(xiàn)然,妹所鉤以惑P組處為明擦紋。由扛此可雀知撐,濤當(dāng)素縫沸A信B婚被分成泉奇數(shù)個救波帶毅時呼,拘屏斬上磚P撞處為明薪紋畏,鼓所以單恒縫遙從魄A伶點(diǎn)游和洪B撐點(diǎn)航沿胞φ攀角方向返發(fā)出的譯兩條邊燦緣光線考的光頂程夫碼差滿足絹k=1塊,干稱一級泉衍射明夜紋鍬,李其余依何次類推剃。謠當(dāng)縫平展面結(jié)A視B南被分成不偶數(shù)個騾波帶剃時錘,務(wù)相鄰兩曬波帶的型對應(yīng)光釀線在屏岸上相遇竟處兩兩小相茶消五,睬對因此該聯(lián)處為暗壤紋。亦梅即促,筐單縫兩即條邊緣烈光線的充光程差譜滿足探k=1摸,離稱一級寨衍射暗驚紋協(xié),事其余依昏次類推玉。杜當(dāng)胖縫匆A打B雪兩條邊韻緣光線灑的光程彩差銀在肉-云λ滴到飼+謠λ蠶之辰間波(噴在兩條擴(kuò)一級衍卷射暗紋示之趴間絞)倆,帳則帥屏搶產(chǎn)幕上相疲應(yīng)區(qū)間答為中央袍明農(nóng)紋慰,攤即壩(2嫁)脆明紋寬荷度裙相鄰兩汪級衍射炒暗紋中煉心之間暴距就是口明紋的滴寬度。攔除中央樣明紋序外名,忍其余各畫級的明麗紋粥寬附籠度為蝕(殺2-4屯-16厚)慮式糾中服f志為透鏡械的焦渾距淘,傻λ套為人射育單色光共的波齡長編,貍α方為單縫鉗的寬度您。豪檢中央明荷紋的寬攻度為其擱他各級咳明紋寬呆度的兩火倍。育條紋亮池度隨級質(zhì)次的增抵大而減煩弱摘。立扛(3篇)摘單縫寬陽度忽G稱對衍射輔條紋的蓋影響山由化式婚(2-貢4-1金3容)擋可艇見訂,邀當(dāng)入射悅單色光常的波長旬λ咱一定趟時伯,槍在單縫脂寬瞎度安α露愈小吳時傻,押相應(yīng)宮于仍膜各級衍驚射明紋竿的奉φ燥角就愈畏大貼,底也就是扔光的衍覽射現(xiàn)象蘋愈顯著虹。反此之蛾,疼在引α建愈大階時啄,年各級衍涌射扭匙明紋對佳應(yīng)犯的限φ怠角愈棉小旁,東這些明狡紋都向仙中央明營紋靠聞攏宣,電衍射現(xiàn)嗓象愈不胃明爭顯釣;搖若尊α野?遞λ貍時奏,戶各級衍急射明紋器全部并旁入中央揀明紋區(qū)刻域泳,豆該區(qū)域珠被均勻豎照渣亮憑,暫這時光后可看作遍是直線棗傳播的芹。握棍(4珍)電用白光君照射單噸縫勿當(dāng)單縫盈寬阻度熊α厚一定裝時灶,霉對于同犬一級衍畜射明紋戲,類入射光刷的波長近愈餅大無,肅則相應(yīng)跡的衍射職角軋φ霧愈大。蓋因攀此綠,路以白光課照射狂時他,柔中央明湯紋的中攀心處為貧白院色農(nóng),愚在其兩腿側(cè)出現(xiàn)宿由紫到更紅的彩疏色驕條拌宴紋余,驅(qū)離中心陷最近的兵是紫色廣條傅紋椅,扭最遠(yuǎn)的校是紅色閥條本紋畢,狠這組彩蠟色條紋某稱為衍引射光譜劉。綱其他朋級造透次的明評紋均為醋彩色條照紋。炸3掠.索衍射光押柵語(1蘿)襪光柵常廢數(shù)侵光柵是繞由大量費(fèi)的等寬撓、等問衣距的單都縫所組過成的光匠學(xué)器暴件止,份縫皇寬取(宏單縫的嚇透光部歸分售)腔α明元與縫間辮距才(鑰兩相鄰既單縫之黃間不透毒光部柱分腐)纖b指之銹和唉(伐α非十羊b不)提稱為光鈴柵常數(shù)的。光柵貓常數(shù)越策小撥,睛嗚單位長悲度的單迷縫數(shù)越環(huán)多墻,舍光柵越奮精致。草(2按)至光柵衍務(wù)射在屏鋸上出現(xiàn)予明、暗還條紋的交條件愛單色平她行光垂或直照射晶在光柵叨上腸,磁經(jīng)凸透諸鏡會蕩聚寒,副在位于漆透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