《光干涉习题课》PPT课件.ppt

光的干涉 习题课,一、基本概念,1、普通光源发光的特点,2、相干光的条件,每个分子或原子的发光具有间歇性及随机性，每次发出的波列有一定的长度，各个分子或原子的发光是各自独立的，各波列互不相干。,两束光的振动频率相同振动方向相同相位相同或相位差恒定,5、半波损失、附加光程差,6、波的干涉,3、相干光的获得,分波阵面法 分振幅法,4、光程与光程差,把由光源上同一点发出的光设法分成两部分，再叠加起来。,二、处理光的干涉的方法,1、干涉加强与减弱的条件,2、杨氏双缝干涉的基本公式,光程差 d sin,条纹宽度(条纹间距)x=D/d,3、薄膜干涉的基本公式,光程差,(1)d 不变 i 变-等倾干涉,厚度均匀的薄膜干涉,(2)i 不变 d 变-等厚干涉,劈尖干涉 牛顿环干涉 迈克耳逊干涉仪,注意的问题,1、理解相干光的条件，是哪两束光产生干涉，正确计算两条相干光线的光程差。,2、在涉及到反射光线时，必须考虑有无半波 损失和附加光程差。,3、透镜不引起附加光程差。,问：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第 k 级明条纹处，其厚度 h 为多少？,1.已知：S2 缝上覆盖的介质厚度为 h，折射率为 n，设入射光的波长为.,解：从S1和S2发出的相干光所对应的光程差,当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：,所以零级明条纹下移,原来 k 级明条纹位置满足：,设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级处，它必须同时满足：,2.氦氖激光器中的谐振腔反射镜，要求对波长=6328的单色光反射率达99%以上，为此在反射镜的玻璃表面上交替镀上 ZnS(n1=2.35)和低折射率的材料 MgF2(n2=1.38)共十三层，求每层膜的实际厚度？（按最小厚度要求）,解：实际使用中，光线垂直入射；有半波损失。,MgF2的最小厚度,ZnS的最小厚度,问：若反射光相消干涉的条件中取 k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？,3.已知：用波长，照相机镜头n3=1.5，其上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。,解：因为，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：,代入k 和 n2 求得：,此膜对反射光相干相长的条件：,可见光波长范围 400700nm,波长412.5nm的可见光有增反。,问：若反射光相消干涉的条件中取 k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？,4.已知：用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第 k 级明环的半径,k 级往上数第16 个明环半径，平凸透镜的曲率半径R=2.50m,求：紫光的波长？,解：根据明环半径公式：,5.在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长的玻璃管 A、B，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？,解：设空气的折射率为 n，光程差的改变量：,相邻条纹或说条纹移动一条时，对应光程差的变化为一个波长，当观察到107.2 条移过时，光程差的改变量满足：,迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，由条纹的变化测量有关参数。精度高。,