物理光学课件1-3光程-薄膜干涉.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,11-1,相干光,11-2,杨氏双缝干涉 劳埃德镜,11-3,光程 薄膜干涉,11-4,劈尖 牛顿环,11-5,迈克耳孙干涉仪,第十一章,光学,-,光的干涉,在,同一介质,(n=1),中,:,减弱,加强,在不同介质中,?,问题,*,P,*,相位差,一 光程,*,P,*,相位差,物理意义,：光程就是光在介质中通过的几何路程,按波数相等折合到真空中的路程,.,1,),光程,:,介质折射率与光的几何路程之积,=,频率,真空,介质,波速,波长,几何路程,2,）光程差,(,两光程之差,),3,),相位差,*,P,*,加强,减弱,干涉,加强,干涉,减弱,干涉,加强,干涉,减弱,A,B,二 透镜不引起附加的光程差,A,B,焦平面,例,:,（,3167,）,如图所示，假设有两个同相的相干点光源,S,1,和,S,2,，发出波长为,的光,A,是它们连线的中垂线上的一点若在,S,1,与,A,之间插,入厚度为,e,、折射率为,n,的薄,玻璃片，则两光源发出的光,在,A,点的相位差,_,若已知,500 nm,，,n,1.5,，,e,3500nm,，则,A,点为第,_,级,_,条纹中心,.(1 nm=10,-9,m),解,:,相位差,对于,A,点,:,所对应的条纹,:,第一级,第二级,第三级,暗纹,.,例,:,（,3167,）,如图所示，假设有两个同相的相干点光源,S,1,和,S,2,，发出波长为,的光,A,是它们连线的中垂线上的一点若在,S,1,与,A,之间插入,厚度为,e,、折射率为,n,的薄玻璃,片，则两光源发出的光在,A,点,的相位差,_,若已知,500 nm,，,n,1.5,，,e,3500nm,，则,A,点为第,_,级,_,条纹中心,.(1 nm=10,-9,m),4,暗,解,:,中央,明纹,中央,明纹,上,移,.,例,:,在双缝干涉实验中，若单色光源,S,到两缝,S,1,、,S,2,距离相等，则观察屏上零级明纹位于图中,O,处若将光源,S,向,下,移动到,S,位置，,零级明纹将如何移动,?,欲使其回到,O,处,必须在,哪个缝,处盖一云母片？,若用,589nm,的单色光,使移动了,4,个明纹间距的,零级明,纹移回,O,处,则,所需云母片的,厚度,应为多少,?(,n,1.58),1),光源,S,向,下移,到,S,位置时，零级明纹将,上移,.,解,:,2),在缝处盖一云母片后,光程,欲使其回到,O,处,必须在,S,2,处盖一云母片,.,3),若用,589nm,的单色光,使移动了,4,个明纹间距的零级明纹移回,O,处,则,例,:,（,3178,）一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为,1.0 mm,若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为,_mm,(,设水的折射率为,4/3),减弱,加强,暗纹,明纹,空气,中相邻两条明,(,暗,),纹间距,p,减弱,加强,暗纹,明纹,介质,中相邻两条明,(,暗,),纹间距,p,例,:,（,3178,）一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为,1.0 mm,若整个装置放在水中，干涉条纹的间距将为,_mm,(,设水的折射率为,4/3),0.75,空气,中相邻两条明,(,暗,),纹间距,介质,中相邻两条明,(,暗,),纹间距,例,:,（,3169,）用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则,(A),干涉条纹的宽度将发生改变,(B),产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹,(C),干涉条纹的亮度将发生改变,(D),不产生干涉条纹,.,D,例,:,（,3174,）在双缝干涉实验中，屏幕,E,上的,P,点处是明条纹若将缝,S,2,盖住，并在,S,1,S,2,连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面,M,，如图所示，则此时,(A),P,点处仍为明条纹,(B),P,点处为暗条纹,(C),不能确定,P,点处是,明条纹还是暗条纹,(D),无干涉条纹 ,B,作业,P167 11-8 11-10 11-12,三 薄膜干涉,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,L,P,1.,干涉加强、减弱的条件,1,）,反射光：,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,反射光,的光程差,加强,减弱,反射光,的光程差,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,根据具体,情况而定,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,当光线垂直入射时,或 时：,或 时：,透射光,的光程差,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,2,）,透射光：,加强,减弱,F,加强,减弱,加强,减弱,注意：,透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律,.,透射光,的光程差,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,F,反射光,的光程差,解,(,1,),例,一油轮漏出的油,(,折射率,=,1.20,),污染了某海域,在海水,(=,1.30,),表面形成一层薄薄的油污,.,(,1,),如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为,460nm,则他将观察到油层呈什么颜色,?,(,2,),如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油层呈什么颜色,?,绿色,红光,紫光,紫红色,(,2,),2.,增透膜和增反膜,利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率或反射率,.,当 时,透射光加强,.,氟化镁为增透膜,例,为了增加透射率,在照相机镜头上涂一层,n,2,=1.38,的氟化镁膜,.,2,3,玻璃,当 时,反射光加强,.,硫,化,锌,为增反膜,例,为了增加反射率,在照相机镜头上涂一层,n,2,=,2.40,的硫,化,锌膜,.,2,3,玻璃,