大学物理教学课件-光干涉.ppt
2023/11/12,1,大学物理电子教案,2023/11/12,2,1.形成明纹、暗纹的条件,明纹,暗纹,2.明纹、暗纹的位置(中心位置),明纹中心位置:,暗纹中心位置:,3.相邻明纹(或暗纹)间距离,杨氏双缝干涉实验,小 结,2023/11/12,3,o,k级,k+1级,(2级),白光,白色,4.用白光照射,中央明纹是白色,其余各级条纹是紫到红的彩色光带,彩色光带的宽度,当级数高到一定程度时,有重迭现象,假设从第K级开始重迭,说明从第2级开始重迭,在重迭区域波程差相等,=,2023/11/12,4,干涉条纹向光程增大的一侧移动,条纹间距不变,5.条纹移动问题,6.光程和光程差,（1）光程,（2）光程差,（3）位相差与光程差的关系,（4）光通过薄透镜时不产生附加的光程差,2023/11/12,5,12.2 劈尖干涉和牛顿环干涉,一、劈尖干涉,1.形成明、暗纹的条件,明纹,暗纹,棱边：,劈尖干涉的图样是一系列平行于棱边的明、暗相间的直条纹。,棱边,K的取值：,2023/11/12,6,2.相邻两明纹(或暗纹)所对应的膜的厚度差,3.相邻两明纹(或暗纹)间距离,(1)条纹是等间距,(2)条纹间距与有关,2023/11/12,7,4.条纹的移动与膜厚改变量之间的关系,K级明纹,M,M点的光程差改变,M点移动一个条纹,M点移动一个条纹,膜的厚度改变,M点移动N个条纹,膜的厚度改变,介质中,2023/11/12,8,相邻两条明纹间距,5.劈尖干涉的应用,(1)测量微小长度和微小角度,干涉膨涨仪,(2)测量长度的微小变化,样品长度的改变量,样品原长,温度改变量,2023/11/12,9,平面上有凸起,平面上有凹坑,待测,标准,(3)检查平面质量,条 纹 偏 向 膜(空气)厚部分,条 纹 偏 向 膜(空气)薄部分,条纹为平行于棱边的直条纹,平面平整光洁,2023/11/12,10,牛顿环的特点：级次内低外高 间距内疏外密,明环,暗环,K的取值：,1.形成明、暗环的条件,接触点：,二、牛顿环,2023/11/12,11,2.明、暗环半径,2023/11/12,12,环外扩：,环内缩：,(3)检查透镜表面曲率,(2)测凸透镜的曲率半径,3.牛顿环的应用,(1)测波长,要打磨中央部分,要打磨边缘部分,2023/11/12,13,三、增透膜和增反膜,1.增透膜：,使反射光干涉减弱、透射光干涉加强的薄膜,应用在：显微镜、照相机、望远镜的透镜等。,2.增反膜：,应用在：眼镜、轿车玻璃、激光器谐振腔内反射镜等。,直射到膜的表面，欲使反射光中=550nm 的成分相消，求：膜的最小厚度。,例1：,玻璃 n3=1.5，镀MgF2 n2=1.38，放在 空气中，白光垂,解：,使透射光干涉减弱、反射光干涉加强的薄膜,2023/11/12,14,12.3 迈克尔逊干涉仪,一、仪器结构：,二、仪器原理：,光干涉原理。,(1)当 时,等厚空气膜,等倾干涉,（2）当 不严格垂直 时,形成空气劈尖,等厚干涉,M 2,1,1,2,2,半透半反膜,补偿板,2023/11/12,15,三、仪器的应用,测量微小长度,（可测不透明物体）,(2)在光路上加透明物体,测厚度,（实际还可测 等）,2023/11/12,16,例2:,解：,两块折射率为 1.6 的标准平面玻璃之间形成一个空气劈尖，用=600nm 的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹。当劈尖内充 入n=1.4 的液体时，条纹间距比空气时缩小=0.5mm,那么劈尖角=？,2023/11/12,17,例3:,牛顿环干涉实验，已知凸透镜的曲率半径，牛顿环的最大半径，若入射光的波长。求：（1）可产生多少个环形干涉条纹。（2）若把该装置浸没在水中（），会看 到多少环形干涉条纹。,解：,由明环半径：,则：,（1）真空时：，则：,即：只能看到34条条纹。,（2）有介质时：，则：,即：能看到45条条纹。,2023/11/12,18,例4：,在一平玻璃上放一平凹透镜，薄膜层为空气,(1)边缘是明纹还是暗纹？,(2)最多能看到几级暗纹?,解:(1),明纹,暗纹,边缘,边缘是0级暗纹,(2),所以最多能看到第3级暗纹,共4条暗纹,2023/11/12,19,2023/11/12,20,
