2024/4/3DUT余虹1第三篇光學第11章光的干涉第12章光的衍射第13章光的偏振第14章光與物質相互作用2024/4/2DUT余虹1第三篇光學第11章2024/4/3DUT余虹2第11章光的干涉11.1干涉現象與相干條件11.2楊氏雙縫干涉11.3光的時空相干性11.4分振幅干涉11.5邁克爾孫干涉儀2024/4/2DUT余虹2第11章光的干涉2024/4/3DUT余虹311.1干涉現象與相干條件一、基本概念——平均輻射強度2、光程光程差-）光程差1、光矢量光強返回42024/4/2DUT余虹311.1干涉2024/4/3DUT余虹4真空中波長為的單色光，在折射率n的透明介質中從A傳播到B，兩處相位差為3，則沿此路徑AB間的光程差為相位差為3的兩點幾何距離為1.5介，光程差為1.5介n

=1.5

介A

B

n分析：例題（A）1.5（B）1.5n（C）3（D）1.5/n

（A）1.52024/4/2DUT余虹4真空中2024/4/3DUT余虹53、單色光復色光準單色光實際波列有限長——復色光間斷振動

波列越長單色性越好單色光的波列無頭無尾無始無終。2024/4/2DUT余虹53、單色光復2024/4/3DUT余虹6二、相干光和相干條件1、波的獨立性原理和疊加原理S2S12024/4/2DUT余虹6二、相干光和相干條件2024/4/3DUT余虹72、相干條件在交疊區(qū)當I12處處為0時I=I1

+I2

——稱作非相干疊加——不相干。I12不處處為0的條件——相干條件1）

相同3）相位差

是常量

間的夾角

不隨t變化，且2）

滿足相干條件2024/4/2DUT余虹72、相干條件在交疊區(qū)2024/4/3DUT余虹83、相干疊加光強分布

只是空間的函數，因此光強在空間呈穩(wěn)定分布。在

=2m處

=(2m+1)

處

原子發(fā)光具有隨機性、間斷性，即使同一個原子發(fā)出的前后兩列波，也很難保證同時滿足三個相干條件。要獲得相干光需要采取特殊的方法.2024/4/2DUT余虹83、相干疊加光強分布2024/4/3DUT余虹94、獲得相干光的主要方法分波陣面法

具有確定相差的波陣面上的兩個次級子光源是相干的。分振幅干涉法2024/4/2DUT余虹94、獲得相干光的主2024/4/3DUT余虹1011.2楊氏雙縫干涉SdD一、現象返回42024/4/2DUT余虹1011.2楊2024/4/3DUT余虹11dD二、光強分布=2k=（2k+1）

（明）（暗）當2024/4/2DUT余虹11dD二、光強分布2024/4/3DUT余虹12dD三、楊氏雙縫實驗條紋位置明條紋中心：暗條紋中心：條紋寬度2024/4/2DUT余虹12dD三、楊氏雙縫2024/4/3DUT余虹13條紋移動

N=4例題楊氏雙縫實驗，

=500nm，在一光路中插入玻璃片（n=1.5）后0點變?yōu)?級明紋中心。求：玻璃片厚度e。解：光程差改變02024/4/2DUT余虹13條紋移動N=2024/4/3DUT余虹14四、洛埃鏡實驗D直射光光程反射光光程？思考：與楊氏雙縫實驗比干涉條紋有哪些相同、不同之處？2024/4/2DUT余虹14四、洛埃鏡實驗D2024/4/3DUT余虹1511.3光的時空相干性一、準單色光的譜線寬度單色光準單色光光強降到一半時曲線的寬度——譜線寬度

返回42024/4/2DUT余虹1511.3光的時2024/4/3DUT余虹16二、準單色光雙縫干涉條紋012不同波長的疊加——非相干疊加——光強疊加總光強曲線條紋消失的級次？xI2024/4/2DUT余虹16二、準單色光雙縫干2024/4/3DUT余虹17一、等傾干涉（暗）=11.4分振幅干涉1、等傾干涉相長與相消的條件To25返回42024/4/2DUT余虹17一、等傾干涉（暗2024/4/3DUT余虹181、傾角相同的光線形成的干涉光光強相同。問題：1、透射光的干涉情況如何？2、透鏡換成眼睛能看到這些條紋嗎？2、所有的平行光匯聚在透鏡焦平面上的同一點。使條紋的對比度更高。3、透鏡正放，焦面上條紋是一組同心圓。2、等傾干涉的特點2024/4/2DUT余虹181、傾角相同的光線2024/4/3DUT余虹19例題白光照射空氣中的平行薄膜，已知h=0.34m，n=1.33問：當視線與膜法線成60o和30o時觀察點各呈什么顏色？解2024/4/2DUT余虹19例題白光照射空氣中2024/4/3DUT余虹20二、等厚干涉第m條暗紋對應膜厚hm相鄰兩條紋中心間距厚度差1、劈尖薄膜的等厚干涉2024/4/2DUT余虹20二、等厚干涉第m2024/4/3DUT余虹212、等厚干涉的應用玻璃n1=1.5，鍍MgF2

n2=1.38，放在空氣中，白光垂直射到膜的表面，欲使反射光中

=550nm的成分相消，求：膜的最小厚度。反射光相消=增透思考：若n2>n3會得到什么結果？為什么望遠鏡的鏡片有的發(fā)紅，有的發(fā)藍？

（1）增透膜與增反膜效果最好——2024/4/2DUT余虹212、等厚干涉的應用2024/4/3DUT余虹22（2）測長度微小變化（3）檢查光學平面的缺陷受熱膨脹干涉條紋移動玻璃板向上平移條紋整體移

l改變h條紋偏向膜（空氣）厚部表示平面上有凸起。平面上有凹坑。2024/4/2DUT余虹22（2）測長度微小變2024/4/3DUT余虹23（4）測凸透鏡的曲率半徑第m級暗環(huán)對應半徑rm牛頓環(huán)膜厚特點

級次—內低外高間距—內疏外密2024/4/2DUT余虹23（4）測凸透鏡2024/4/3DUT余虹24壓環(huán)外擴：要打磨中央部分壓環(huán)內縮：要打磨邊緣部分（5）牛頓環(huán)在光學冷加工中的應用2024/4/2DUT余虹24壓環(huán)外擴：要打磨中2024/4/3DUT余虹2511.5邁克爾孫干涉儀望遠鏡實現等傾干涉1、同心圓3、中心級次明暗不定2、內疏外密條紋特點To17返回42024/4/2DUT余虹2511.5邁克2024/4/3DUT余虹26望遠鏡平移M1

h變化條紋分布變化

更高級次的環(huán)從中心“涌出”，所有的環(huán)都往外擴。

原最高級次的環(huán)從中心“縮進”，所有的環(huán)都往里縮。

2h

變化

，條紋集體移一個間距。條紋消失！思考：尖劈（n）插入，條紋移N根，厚度？2024/4/2DUT余虹26望遠鏡平移M12024/4/3DUT余虹27用波長為的單色光垂直照射牛頓環(huán)裝置，若使透鏡慢慢上移到原接觸點間距離為d，視場中固定點可觀察到移過的條紋數目為多少根？d分析：光程差改變，條紋移過1根；平移