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文檔簡介

1.形成明紋、暗紋的條件暗紋dD2.明紋、暗紋的位置(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實驗小結光的干涉S1o紫紅紫紅k級△x紫紅k+1級(2級)白光白色波長大小紅紫4.用白光照射a.彩色光帶的寬度b當級數高到一定程度時,有重迭現象假設從第K級開始重迭說明從第2級開始重迭=2干涉條紋向光程增大的一側移動,條紋間距不變5.條紋移動問題6.光程和光程差(1)光程(2)光程差(3)位相差與光程差的關系相位差表示干涉加強、減弱條件=明紋暗紋洛埃實驗證明:光從光疏介質射向光密介質發生發射時將發生半波損失!(通常表現為光程差加半波長)3例4:如圖,在楊氏雙縫干涉實驗裝置中,若在一個縫后放一折射率為n,厚度為e的透明媒質薄片,求:①②兩相干光到達屏上任一點P的光程差若透明媒質薄片的折射率n=1.58,并用的氦氖激光照射,發現中央明條紋移動了3個條紋間距,則透明媒質薄片的厚度為多少?解:①②加入媒質,通過S1的光程變大中央明紋位置上移,以保持,觀察o點,出現明暗條紋變化移動一個條紋間距移動N個條紋間距4干涉條紋的位置取決于干涉條紋的移動取決于結論:光程差光程差的變化5解:條紋移動N=4例楊氏雙縫實驗,=500nm,在一光路中插入玻璃片(n=1.5)后O點變為4級明紋中心。求:玻璃片厚度。光程差改變6利用薄膜上、下兩個表面對入射光的反射和折射,可在反射方向(或透射方向)獲得相干光束。一、薄膜干涉a1a2a薄膜干涉薄膜干涉是用分振幅法獲得相干光的例子7薄膜干涉的一般公式a.b兩光線的光程差為:其中:8薄膜干涉的加強、減弱條件為:(加強)(減弱)說明:1.透射光也有干涉現象,但不存在反射時的半波損失兩束透射光的光程差為:等傾干涉等厚干涉2.當一定,光程差由決定。同一級干涉條紋上的各點對應同一傾角。3.平行光入射()一定,膜厚不等。

同一級干涉條紋上的各點對應同一厚度。94、增透膜和增反膜增透膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉條件來減少反射,從而使透射增強。增反膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差滿足相長干涉,因此反射光因干涉而加強。應用在:顯微鏡、照相機、望遠鏡的透鏡等。應用在:眼鏡、轎車玻璃、激光器諧振腔內反射鏡等。101).增反膜:取k=1,得:使透射光干涉減弱、反射光干涉加強的薄膜例1.在n3=1.52的玻璃上鍍層ZnS薄膜(n2=2.35),為了使6328的單色光增加反射,求ZnS薄膜的最小厚度e.解:112).增透膜:當k=0時例2.為了增加照相機鏡頭的透射光強度,在鏡頭上(n3=1.52)鍍一層MgF2薄膜(n2=1.38),使對人眼和照相底片最敏感的λ=5500的反射最小,求MgF2薄膜的最小厚度e.解:使反射光干涉減弱、透射光干涉加強的薄膜12額外光程差的確定滿足n1<n2>n3(或n1>n2<n3)產生額外光程差滿足n1>n2>n3(或n1<n2<n3)不存在額外光程差不存在額外光程差存在額外光程差13二、劈尖干涉1.構造:夾角很小的兩個平面所構成的薄膜兩相干光的光程差為e棱邊注意:空氣劈尖是指空氣膜的上、下表面反射的兩相光進行干涉

14(明紋)(暗紋)2.劈尖的干涉的條件a.b兩條光線的光程差為:(明紋)(暗紋)對應明.暗紋的劈尖厚度為:劈尖干涉是等厚干涉棱邊為暗紋e棱邊153.相鄰暗(明)紋間的厚度差:測量微小角度164.條紋的移動與膜厚改變量之間的關系MM點的光程差改變M點移動一個條紋膜的厚度改變M點移動N個條紋膜的厚度改變介質中17相鄰兩條明紋間距5.劈尖干涉的應用(1)測量微小長度和微小角度18(2)、測量長度的微小改變-----干涉膨脹儀L改變和條紋移動的關系當樣品長度的改變量樣品原長溫度改變量可測物體的熱膨脹系數19平面上有凸起平面上有凹坑待測標準(3)檢查平面質量條紋偏向膜(空氣)厚部分條紋偏向膜(空氣)薄部分條紋為平行于棱邊的直條紋平面平整光潔20三、牛頓環o(明環)(暗環)(等厚干涉)牛頓環牛頓環的分布特點:級次—內低外高間距—內疏外密1.形成明、暗環的條件21(明紋)(暗紋)o2.明、暗環半徑(明環)(暗環)22

3.牛頓環的應用(明紋)(暗紋)

1).利用牛頓環測平凸透鏡的曲率半徑23壓環外擴:要打磨中央部分壓環內縮:要打磨邊緣部分2).牛頓環在光學冷加工中的應用:24例1兩塊折射率為1.6的標準平面玻璃之間形成一個空氣劈尖,用λ=600nm的單色光垂直入射,產生等厚干涉條紋。當劈尖內充入n2=1.4的液體時,條紋間距比空氣時縮小=0.5mm,那么劈尖角θ=?解:(弧度)25例2牛頓環干涉實驗,已知凸透鏡的曲率半徑,牛頓環的最大明環半徑,若入射光的波長。求:(1)可產生多少個環形干涉條紋。(2)若把該裝置浸沒在水中(),會看到多少環形干涉條紋。解:由明紋半徑:則:(1)真空時:即:只能看到34條條紋。(2)有介質時:,則:即:能看到45條條紋。26例3:在一平玻璃上放一平凹透鏡,薄膜層為空氣(1)邊緣是明紋還是暗紋?(2)最多能看到幾級暗紋?(1)明紋暗紋邊緣邊緣是0級暗紋(2)所以最多能看到第3級暗紋,共4條暗紋解:則:27單色光垂直照(1)、求波長?玻璃劈尖如圖例4:射,條紋間距(2)、若劈尖長L=35mm,能見到明條紋多少條?暗條紋多少條?(1)解:條e=0時為暗紋,(2)∴能見到明條紋14條,暗條紋15條。L=35mm處為暗紋28例5:平行白色光垂直入射在肥皂膜上,在600nm處有一個干涉極大,在450nm處有一個干涉極小,且它們之間沒有另外的干涉極?。╧相同),已知膜的折射率n=1.33,求肥皂膜的厚度?解:反射光加強反射光減弱聯立(1)(2)得:……(1)……(2)29小結一、劈尖干涉1.形成明、暗紋的條件明紋暗紋①②2.相鄰兩明紋(或暗紋)所對應的膜的厚度差3.相鄰兩明紋(或暗紋)間距離4.條紋的移動與膜厚改變量之間的關系K級明紋M介質中30明環暗環1.形成明、暗環的條件二、牛頓環①②BCAO2

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