大学物理系列之相干光与杨氏双缝干涉课件.pptx

第十四章 光的干涉,chapter 14,interference of light,14-1 相干光,一 光是一种电磁波,实验证明光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用等）的只是 E 矢量，称它为光矢量。E 矢量的振动称为光振动。,光波是电磁波在空间的传播。而电磁波用矢量E和H表示。,真空中的光速,介质中的光速,同一光波穿过不同介质时频率 不变,真空中的波长,介质中的波长,光程,二 光程 光程差,光程差：两束光线的光程之差,s,s,2,1,n,n,1,2,透镜无附加光程差,理想透镜不引起附加光程差,光干涉的必要条件,P,三 相干光,光干涉的必要条件,相干光,三 相干光,普通光源发光特点：原子发光是断续的，每次发光形成一长度有限的波列,各原子各次发光相互独立，各波列互不相干.,1）普通光源的发光机制,振动方向、频率相同，相位差恒定。,2）相干光的产生,分别引起 P 点的振动,四 光的干涉,y1 A1 cos(wt+j 1),y2 A2 cos(wt+j 2),2px1,2px2,相位差,分波面与分振幅,分振幅法,获得相干光的两类典型方法,14-2 杨氏双缝干涉,一、杨氏双缝实验（单色光，缝宽波长）,（k 称为明条纹的干涉级，k=0 对应中央明纹）,减弱,暗纹,条纹间距,明暗条纹的位置,干涉条纹是等间距、等宽度且与缝平行的直条纹,也是各级明暗纹的宽度,条纹间距,地测得照射光的波长。,通过D 及d 的测量,可以间接,第一次测波长,光 强 分 布 图,白光照射时，出现彩色条纹,在杨氏实验中，（1）波长为632.8nm的激光射在间距为0.022cm的双缝上，求距缝180cm处屏幕上所形成的干涉条纹的间距。（2）若缝的间距为0.45cm，距缝 120cm 的屏幕上所形成的干涉条纹的间距为0.15mm，求光源的波长。,解：,例1,在杨氏双缝干涉的实验中，入射光的波长为，若在缝S2上放置一片厚度为b、折射率为 n 的透明薄膜，试问：（1）两束光的光程差；（2）中央明纹如何移动？（3）如果观测到中央明纹移到了原来的 k 级明纹处，求该薄膜的厚度b.,解：（1）光程差,跟不加薄膜相比，光程差增 大了（n-1）b,例2,(2)加薄膜后，中央明纹对应,显然 r2-r1=(1-n)b0，即r2r1，中央明纹下移。(3)不加薄膜，K级明纹满足：r2-r1=-k放置薄膜后 r2-r1=-（n-1)b=-k,上式也可理解为，插入薄膜使屏上的杨氏干涉条纹移动了k=(n-1)b/条。这提供了一种测量透明薄膜折射率的方法。,洛埃镜实验,二、洛埃镜分波面干涉,双面镜实验,三、菲涅耳双面镜分波面干涉,双棱镜实验,四、菲涅耳双棱镜分波面干涉,分波面法小结,分波面干涉小结,续上,