光学光的干涉.pptx

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,#,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,#,返 回,上 页,下 页,返 回,上 页,下 页,#,#,#,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,#,南华大学数理学院,动画演示,总目录,下一页,上一页,返回,结束,辅助课件,主目录,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,#,南华大学数理学院,动画演示,总目录,下一页,上一页,返回,结束,辅助课件,主目录,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,#,南华大学数理学院,动画演示,总目录,下一页,上一页,返回,结束,辅助课件,主目录,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,#,南华大学数理学院,动画演示,总目录,下一页,上一页,返回,结束,辅助课件,主目录,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,#,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,#,2,暗点条件,位相差为 的奇数倍,即,光程为半波长的奇数倍,强度相同的点的轨迹,:,常量,满足上述方程的点的轨迹是以 为轴的双叶旋转双曲面,1,2,S,S,1,S,2,X,0,L,或,由几何关系，,如图作辅助线,两光波在,P,点,的光程差：,相位差：,3,、明（暗）条纹的距离,3,（,b,）当,时，,光强取得极小值：,所以明条纹中心满足,明条纹中心坐标：,因,4,暗条纹的中心坐标：,屏幕上相邻两个明条纹（或暗条纹）中心之间线距离，称为条纹间距,.,对明条纹中心坐标微分：,条纹间距：,暗条纹中心满足：,5,条纹间距公式：,屏幕上的条纹间距与波长成正比，与,L,成正比，与双缝间距,d,成反比,、,L,、,d,变化时，零级条纹中心的位置不变,结论：,P17,（,a,）,（,c,）,=,常数,（,b,）各级亮条纹的光强相等，相邻亮（暗）条纹都是等间隔的，与干涉级无关。,6,-1,级暗纹,2,级暗纹,1,级暗纹,-2,级暗纹,1,级明纹,0,级明纹,-1,级明纹,2,级明纹,-2,级明纹,d,）对应不同的,j,值，将有一对明或暗纹出现在中,央明纹两侧。,e,）要清晰观察到条纹，波长一定，,d,必须小到与波长相比拟，且使,Ld,f,）干涉花样的强度记录了,相位差,的信息。,7,1.4,获得相干光源的方法,8,普通光源与机械波源有本质区别,:,机械波源,:,独立振源的振动在观察时间内,.,持续进行,不,发生中断现象,因而它们之间的,位相关系能保持不变,.,独立振源一般都是相干的,机械波干涉通常是比较容易实,现的,.,普通光源,(,非激光光源,):,观察不到相干现象,.,E,2,E,1,9,一、普通光源发光的特点：,在同一时间有大批原子发光；,就单个原子而言，每个原子都是断断续续发,光，每次,发光时间极短,（,10,-8,s,）且一次只能,发出一个有限长具有偏振性的的,波列,。,同一原子先后发出的光及同一瞬间不同原子,发出的光的频率、振动方向、初相位、发光,的时间均是,随机,的。,t,t,10,结论：一般而言热光源及普通光源发出的光为非,相干光。且同一光源上不同点发,出的光也,是非相干光。若要产生干涉须将非相干光,变为相干光。,激光光源为相干光源,。,将非相干光变为相干光的原则是：,“,同出一源，分之为二,”,11,二、相干光的获得,原则：同出一源，分之为二,杨氏干涉,1,分波阵面法,2,分振幅,12,光强分布曲线,-4,-3 -2 -0 2 3 4,13,上面讨论的是一个原子发光的情况实际上，光源中有许许多多的原子发光,不同原子所发的光波是不相干的,但是，若用单色,点光源,，对于每一个原子，,，,L,d,都相同，因此产生的干涉条纹具有相同的宽度，,相同级次在相同的位置,不同原子的干涉条纹不相干的重叠在一起它们明纹和明纹相重，暗纹和暗纹相重，使得条纹更加清晰可见,若将,小孔改为狭缝,，除了明条纹更加明亮外，条纹会在缝宽方向上展宽在,、,L,、,d,不变的情况下，条纹的位置和宽度不变,14,0,1,2,k,-1,-2,0,1,2,-1,-2,0,1,2,-1,-2,若用白光作光源，不同波长的零级干涉极大重叠在屏幕中央，是白色，带彩边其他级次，,不同波长的同一级次出现在不同的位置,(4),白光干涉条纹,仅以三种波长为例：,15,较低级次 形成彩色条纹，越高级次，条纹,重叠得越厉害,，条纹由屏幕中心向两边,逐渐模糊,，较高级次条纹消失，变成,一片光亮,，干涉消失,白光干涉这种零级条纹为白色的特征，提供了,判断零级条纹的可能性,，在干涉测量中常用到,16,例,1,杨氏双缝实验中，用折射率,n,=1.58,的透明薄膜盖在上缝上，并用,=6.328,10,7,m,的光照射，发现中央明纹向上移动了,5,条，求薄膜厚度？,解：,P,点,为放入薄膜后,中央,明纹的位置,又因,P,点是,未放,薄膜时第,N,级明纹的位置,可得：,另解：,光程差每改变一个,，条纹,移动,一条,注：,光程差每改变一个,，条纹,移动,一条；移动,方向,向,光程增大,的方向。,图中,光程未变，改变了,X,I,I,min,I,max,I,max,1-4,干涉条纹的可见度,一 干涉条纹的,可见度,(,对比度 反衬度）,19,可见度,:,描述干涉花样的强弱对比,20,令,决定可见度的因素：,振幅比，,光源的宽度,光源的单色性，,21,若,条纹最清楚,若,条纹模糊不清，不可分辨,I,0,2,-,2,4,-,4,4,I,1,可见度好,(,V,=1),I,I,max,I,min,0,2,-,2,4,-4,可见度差,(,V,S,1,，,S,2,二次级点源的初相：,接收屏,P,点,相位差,：,从,S,到,P,的,光程差,：,O,P,装置,1,44,观察结果与装置,1,相同！,4.,双缝干涉的常用装置,下面需解决的问题是,透镜存在时光程差怎么计算？,关键,P,装置,2,45,二,.,透镜存在时相位差的计算,透镜成像不会引入附加相位差,物点和像点之间各光线,光程差,为零,或，各光线,等光程,结论：透镜成像不会引入附加相位差,两,波面,之间,光程相等,即,主光轴,光心,1,2,3,1,2,3,46,47,O,P,装置,1,P,装置,2,观察：,两个装置得到的相干光线的光程差相同，都等于：,48,O,P,装置,1,P,装置,2,思考：,装置,2,在屏上相邻亮条纹的间距,