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文檔簡介

光的干涉(續)一.光的相干性二.分波面兩束光的干涉三.光的空間相干性四.分振幅兩束光的干涉1.一般性討論①②③⑤④介質薄膜光波入射光(1)

反射光(2)、(3)相干光

透射光(4)、(5)相干光相遇由幾何關系、折射定律(教材P465)涉及反射,考慮有無半波損失(2)有(3)無(2)無(3)有①②③⑤④①②③⑤④考慮半波損失:(4)無(5)無(4)無(5)兩次明暗條紋條件:明k=1、2、3...暗k=0、1、2...討論:設:討論:同一入射角i

對應同一干涉條紋不同入射角對應不同條紋干涉條紋為一組同心圓環(內疏外密)*等傾干涉薄膜同一厚度處對應同一干涉條紋薄膜不同厚度處對應不同干涉條紋條紋形狀與薄膜等厚線相同等厚干涉2.薄膜等厚干涉的典型裝置思路:裝置-光程差公式-明暗條紋條件-條紋特點-條紋變化-應用(1)劈尖(2)牛頓環(1)劈尖

裝置:兩光學平板玻璃一端接觸,另一端墊一薄紙或細絲單色、平行光垂直入射

明暗條紋條件明暗條紋寬度:兩相鄰暗紋間距或兩相鄰明紋中心間距。ILL相鄰明(暗)紋對應薄膜厚度差:

條紋特點形態(與薄膜等厚線相同):平行于棱邊,明、暗相間條紋棱邊處:e=0,θLekek+1

en條紋變密白光入射出現彩條空氣劈尖充水條紋變密條紋變化:由此解釋肥皂泡、油膜表面的不規則彩色條紋。θLekek+1

en2)輕壓劈尖上表面,條紋如何變化?思考:1)劈尖上表面平行上移,條紋如何變化?條紋寬度不變條紋左移(向棱邊方向移)條紋變寬條紋右移(遠離棱邊方向移)

應用舉例測量微小長度例:測量鋼球直徑用波長為589.3nm的鈉黃光垂直照射長L=20mm的空氣劈尖,測得條紋間距為求:鋼球直徑d。有解:由兩規端面平行由間距相同:長度差:1)兩組條紋間距相同,求長度差。例.

P51015-15標準塊規待測塊規無干涉條紋輕壓平板玻璃例:劈尖底面有一凹槽,條紋形狀如何?

應用舉例檢測光學平面的平整度

由于同一條紋下的空氣薄膜厚度相同,當待測平面上出現溝槽時條紋向左彎曲。(2)牛頓環思考:比照劈尖的情況,得出牛頓環干涉條紋的特點裝置:平板玻璃上放置曲率半徑很大的平凸透鏡明暗紋條件:單色平行光垂直入射明暗條紋特點:條紋為以接觸點為中心的明暗相間的同心圓環中心:為暗斑條紋的形狀取決于膜等厚線的形狀:等價于由角度逐漸增大的劈尖圍成:條紋內疏外密明暗條紋內疏外密白光照射出現彩環得明暗紋半徑:略去

應用舉例例:測量單色平行光的波長用讀數顯微鏡測量第

k

級和第m

級暗環半徑rk、rm練習:

1.平行光垂直入射圖中裝置,畫出反射光暗條紋并標明級次(1)2

等厚線:平行于棱邊,等間距直條紋。432101234中心暗k=0邊沿k=4暗2

(2)等厚線:平行于棱邊,內疏外密直條紋.k=0k=4暗暗中心邊沿432101234(3)邊沿明k=0中心暗k=5等厚線:圓環,條紋為內疏外密同心圓,共6條暗紋。241035將代入明暗可得:練習:

2.P51115-19求明暗條紋半徑練習:

3.求明暗條紋半徑將具體問題中的e代入光程差表達式,由明暗紋條件可得條紋半

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