第十八章光的干涉.ppt

（2）当ε=10-2rad时，有 双镜的夹角变大时，条纹间距将变小，要获得较大的条纹间距，双镜的夹角必须很小。 MM是一小平面镜，S 是点（或线）光源，从S发出的光波，一部分直接射到屏E上，另一部分射到平面镜上后反射到屏上。 四、劳埃德镜实验ff S S M M d E E 五、劳埃德镜实验的结果 M点两光线所经历的路程相等，相位差应为0，应出现明条纹，但实际上观察到的是暗纹。 由于直接射到屏上的光线不可能产生相位改变，所以一定是反射光线的相位改变了? 。 （ 的相位突变） 更多的实验发现了半波损失现象： 1. 光从光疏介质（折射率较小）向光密介质（折射率大）表面入射时，则在反射过程中反射光的相位改变了? ； 2. 相位改变了? 相当于光多走了半个波长，所以这种现象称为半波损失。 （垂直入射、掠入射时） 3. 当光从光密介质向光疏介质表面入射时，其反射光没有半波损失现象； 4. 如果两束光都是从光疏到光密界面反射或都是从光密到光疏界面反射，则两束反射光之间无附加相位差。 例14—2 在劳埃德镜实验中，线光源S1到镜面的垂直距离为1mm，光源与屏之间的距离D为1.5m，镜的全长MM ‘ =D/2，且镜一端到屏的距离M ’ O为D/4。（1）求出干涉区域上下两边到屏中心的距离OA和OB；（2）若波长λ=600nm，求相邻明条纹的间距，并问屏上能观察到几条明条纹？ S1 S2 M M d A B O C D 解 （1）设C为虚光源S2在屏上的投影，由三角形间的相似，有： 代入数据有： OA=3mm，OB=0.333mm S1 S2 M M d A B O C D （2）将劳埃德实验与杨氏实验相比，得相邻明纹间距为： 由于有半波损失，光程差应为： 明纹位置x应满足： 第一级明纹位置 x1=0.225mmOB， 在干涉区外，观察不到； 将OB=0.333mm代入得 将OA=3mm代入得 k =7.17 所以在屏上可以看到2，3，4，5，6和7级，共6条干涉明纹。 两列相干光波在同一介质中传播时，它们在相遇点的相位差仅决定于这两列光波的几何路程，其关系式为： 当两列相干光波在不同介质中传播时，情况则又怎样？ §14 – 8 光程和光程差 薄透镜的一个性质 * （波程差） 设?为单色光的频率，c 为光在真空中的传播速度，v1为光在折射率为n1 的介质中的传播速度。 根据折射率的定义： 设 ?、 ?n 分别为光在真空中、介质中的波长，则： 一 、 光在介质中的波长 不变 变短 二 、 光程、光程差 演示 设两相干光源S1、S2 的频率为 ?，初相为零，则振动方程可写为： P S1 S2 n1 ?1 r1 r2 n2 ?2 两列波在P点引起的振动为： 这两列波在P点的相位差为： 相位差不完全决定于几何路程，而是决定于n2r2 与 n1r1 之差。 折射率与几何路程的乘积 nr 称为光程。 δ= n2 r2 - n1 r1 称为光程差。 相位差决定于光程 差（每一列光波也可以不止经过一种介质），如 S 光源发出的光波经过折射率为n 、n 的两种介质，各介质中的几何路程为r 、r ，则S 到P 点的光程为 : n r + n r S p n n r r 设 v 为光在折射率为 n 的介质中传播的速度，则光在此介质中走过路程 r 所需要的时间为 r/v ，在相同的时间内，光在真空中走过的路程为： 光程：把光在介质中所走过的路程折算成相同时间内光在真空中的路程。 相同时间内光在真空和介质中的传播 n 三、光程的意义及干涉条件 干涉条件可以用相位差来表示； 也可以用光程差来表示干涉条件： 相互加强 相互减弱 相互加强 相互减弱 当光波波阵面垂直光轴时，光线通过透镜，会聚点上光相互加强产生亮点，这表明各条光线相位相同。 四、薄透镜的一个性质 演示 A B C D E O S 平行光会聚于焦点 焦点发出的光成平行光 结论: 理想的薄透镜不会引起附加光程差。 A B C D E P 平行光汇聚于焦平面 分振幅法利用薄膜的两个表面经反射，把入射光的振幅分解为两部分，相遇而产生干涉，这种干涉叫薄膜干涉。薄膜干涉. §14 – 9 由分振幅法产生的光的干涉 油膜干涉 肥皂泡干涉 面光源 S 发出光线照射到薄膜表面，经薄膜上、下表面分成光线 2 和3 ，经透镜会聚于P点。 1 2 3 a b c 一、 平行平面 膜产生的干涉 设n2 n1 ，光线 2 和光线 3 的光程差为： n1 ＜ n2 n2 n1 d c 1 2 3 4 5 e 薄膜干涉分类： ｛ 1.等倾干涉 2.