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波动光学(干涉)

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波动光学(干涉)nullnull光的干涉 null一、光的两种学说牛顿的微粒说 光是由发光物体发出的遵循力学 规律作等速运动的粒子流。惠更斯的波动说 光是一种机械波,它依靠所谓的弹性介质“以太”来传播。null9.1 相干光一、光源1、光是电磁波红外光:波长λ>0.76μm 可见光:波长λ在0.40μm与0.76μm之间 紫外光:波长λ> dr22- r12=2xd (r2- r1)( r2+r1)=2xdr2+r1≈2Dnull(1)明纹:干涉加强(2)暗纹:干涉减弱2、杨氏干涉条纹(3)两相邻明(或暗)条纹间的距离称为条纹间距...

波动光学(干涉)
nullnull光的干涉 null一、光的两种学说牛顿的微粒说 光是由发光物体发出的遵循力学 规律作等速运动的粒子流。惠更斯的波动说 光是一种机械波,它依靠所谓的弹性介质“以太”来传播。null9.1 相干光一、光源1、光是电磁波红外光:波长λ>0.76μm 可见光:波长λ在0.40μm与0.76μm之间 紫外光:波长λ<0.40μmnull2、普通光源发光机制普通光源:最基本发光单元是分子、原子 普通光源发光特点:原子发光是断续的,每次发光形成一个短短的波列, 各原子各次发光相互独立,各波列互不相干.二、光的干涉现象二、光的干涉现象两束光在相遇区域形成稳定的、有强有弱的光强分布。a.相干条件 ①振动方向相同; ②振动频率相同; ③相位相同或相位差保持恒定b.明暗条纹条件明条纹:Δ=±2k k=0,1,2,… 暗条纹:Δ=±(2k+1) k=0,1,2,3,…null普通光源获得相干光的方法(1)分波面法 杨氏干涉三、获得相干光的方法null(2)分振幅法 等厚干涉null四、光程和光程差null光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程null 如果光线穿过多种媒质时,其光程为:null干涉现象决定于两束相干光的位相差 两束相干光通过不同的介质时, 位相差不能单纯由几何路程差决定。 null光程差两同相相干光源,干涉条件null五、使用透镜不会引起附加光程差null9.2 波阵面分割法双光束干涉杨氏双缝干涉null1、光程差: r12=D2+(x-d/2)2 r22=D2+(x+d/2)2D >> dr22- r12=2xd (r2- r1)( r2+r1)=2xdr2+r1≈2Dnull(1)明纹:干涉加强(2)暗纹:干涉减弱2、杨氏干涉条纹(3)两相邻明(或暗)条纹间的距离称为条纹间距。null(1)坐标原点处为中央明纹,又叫零级明纹。 3、干涉条纹特点:(3)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距,与干涉级k 无关。若用复色光源,则干涉条纹是彩色的。(2)明暗相间的条纹对称分布于中心O点两侧。 null4.讨论 Δx=Dλ/dS下移时,零级明纹上移,干涉条纹整体向上平移; S上移时,干涉条纹整体向下平移,条纹间距不变。当d 增大时,Δx减小,零级明纹位置不变,条纹变紧密; 当d 减小时,Δx增大,条纹变稀疏。①光源S位置改变:②双缝间距d 改变:③双缝与屏幕间距D 改变:当D 减小时,Δx减小,零级明纹位置不变,条纹变紧密; 当D 增大时,Δx增大,条纹变稀疏。null当λ增大时,Δx增大,条纹变稀疏; 当λ减小时,Δx减小,条纹变紧密。④入射光波长改变:⑤把整个实验装置置于折射率为n的介质中条纹间距为: Δx=Dλ/(n d)干涉条纹变紧密null(1) 一定时,若 变化, 则 将怎样变化?null(2) 一定时,缝间距离 与 的关系如何?null⑥在S1后加透明介质薄膜(厚度为t折射率为n)零级明纹:零级明纹上移,屏上所有干涉条纹同时向上平移。明条纹:δ=kλ条纹间距不变null例1:在杨氏双缝干涉实验中,已知双缝间距为0.60mm,缝和屏相距1.50m,测得条纹间距为1.50mm,求入射光的波长。条纹间距解:光波的波长null解:假设未加云母片时,p点出现k级亮纹:加云母片后,p点出现k-9级亮纹:习题习题例3 在双缝干涉实验中,波长λ=550 nm的单色 平行光垂直入射到缝间距d=2×10-4m的双缝上, 屏到双缝的距离D=2 m.求: (1) 中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距; (2) 用一厚度为e=6.6×10-5 m、折射率为n=1.58 的玻璃片覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的 第几级明纹处?(1 nm = 10-9 m) null解: (1) △X=20Dλ/d =0.11m (2) 覆盖云玻璃后,零级明纹应满足 r2-r1 -(n-1)e =0 设不盖玻璃片时,此点为第k级明纹, 则应有 r2-r1=kλ 所以 (n-1)e = kλ k=(n-1)e/λ=69.6≈70 零级明纹移到原第70级明纹处。null 洛埃镜实验 null9.4 薄膜干涉(一)等厚干涉 一、洛埃镜实验与半波损失1、产生半波损失的条件:光从光疏介质正射或掠射向光密介质,即n1n2>n3 无无没有情况3: n1n3 有无有情况4: n1>n2200nm)?此增透膜在可见光范围内有没有增反?解:相消:无附加光程差null此膜对反射光相干相长的条件:可见光波长范围 400 ~ 700 nm波长412.5 nm 的可见光有增反。null光程差:9.5 振幅分割法薄膜干涉(二)等倾干涉nullnull垂直入射:——等倾干涉
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分类:其他高等教育
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