当前位置：文档之家 › 物理光学-第2章

物理光学-第2章

  • 格式：ppt
  • 大小：2.50 MB
  • 文档页数：62

下载文档原格式

  / 62

合集下载

2-1衍射和傅里叶光学基础详解

2-1衍射和傅里叶光学基础详解

2.1.1 标准形式的一维非初等函数
（1） 矩形函数
又称为门函数，表示为
rect(x)
rect x 或 x
1
1 rect(x) 1/ 2
0
x 1/ 2 x 1/ 2 x 1/ 2
x -1/2 O 1/2
rect( x)dx 1
曲线下面积为1，表示矩形光源、狭缝或矩形孔的透射率
（2）sinc 函数
与某函数相乘使其极性翻转
sgn(x)
1 x
0 -1
（5）阶跃函数
• 定义：
1 step(x) 1/ 2
0
x0 x0 x0
step(x )
1 x
0
表示刀口或直边衍射物体或开关信号等
（6）圆柱函数
1 circ(r) 1/ 2
0
r 1 r 1 r 1
Circ (r)
1
y
x
O
1
circ(
x2 a
y2
22
1、直角坐标系中的二维非初等函数
(1)二维矩形函数，定义式为：
1
rect(x, y) rect(x)rect( y) 1/ 2
0
————可分离变量函数
| x | 1/ 2and | y | 1/ 2 | x || y | 1/ 2
| x | 1/ 2and | y | 1/ 2
rect(x, y)
1
在光学问题中，常用来描述一个均匀 照明方形小孔的振幅透射系数。
二维矩形函数的一般表达式为：
1
1
2

rect( x x0 , y y0 ) rect( x x0 )rect( y y0 )
图11
ab

大学物理课件光学-2

大学物理课件光学-2
(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?
解 (1) Δr 2dn1 k
2n1d , k 1,2,
k
k 1, 2n1d 1104 nm
k 2,
符合能量守恒定律.
11 - 3 薄膜干涉
当光线垂直入射时 i 0
当 n2 n1 时
Δr
2dn2
2
当 n3 n2 n1 时
Δr 2dn2
第十一章 波动光学
n1 n2 n1
n1 n2
n3
例
11 - 3 薄膜干涉
第十一章 波动光学
例1 一油轮漏出的油(折射率 n1 =1.20)污染了某
海域, 在海水( n2 =1.30)表面形成一层薄薄的油污.
2n
11－4 劈尖 牛顿环
第十一章 波动光学
2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长 条纹不等间距
3）条纹的动态变化分析（ n, , 变化时）
11－4 劈尖 牛顿环
第十一章 波动光学
4 ）半波损失需具体问题具体分析
n n
n1 n3
n2
n1 n2 n3
11 - 5 迈克耳孙干涉仪
一 迈克耳孙干涉仪
r (k 1)R (k 1,2,3,)
2
r kR (k 0,1,2,)
1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ 从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？
2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？
3）将牛顿环置于 n 1 的液体中，条纹如何变化？
4）应用例子:可以用来测 量光波波长，用于检测透镜质 量，曲率半径等.

大学物理_物理光学(二)

大学物理_物理光学(二)

大学物理_物理光学（二）引言概述:物理光学是大学物理课程中的一门重要分支，研究光的传播、干涉、衍射、偏振等现象，深入探讨光的波动性质。

本文将从五个大点出发，分别阐述物理光学的相关理论和实践应用。

1. 光的干涉现象:- 介绍光的干涉现象，包括两束光的干涉、干涉条纹的形成等。

- 讨论干涉的条件和原理，如杨氏双缝实验、牛顿环实验等。

- 解析干涉的应用，例如干涉仪的工作原理和干涉测量技术。

2. 光的衍射现象:- 解释光的衍射现象，包括单缝衍射、双缝衍射等。

- 探讨衍射的内容和原理，如惠更斯-菲涅尔原理等。

- 探索衍射的应用，例如衍射光栅的工作原理和衍射光谱仪的使用方法等。

3. 光和波的偏振:- 介绍光和波的偏振现象，以及光的偏振方式。

- 阐述偏振光的性质和产生机制，如马吕斯定律等。

- 探讨偏振光的应用，例如偏振片的使用和偏光显微镜的工作原理等。

4. 光的相干性和激光:- 讲解光的相干性，如相干长度和相干时间等概念。

- 探讨激光，包括激光的产生原理和特性，如激光的单色性和定向性等。

- 分析激光的应用，例如激光器的工作原理和激光在通信和医学领域的应用等。

5. 光的散射和色散:- 介绍光的散射现象，如瑞利散射和弗伦耳散射等。

- 阐述色散现象，包括光的色散和物质的色散。

- 探讨散射和色散的应用，例如大气散射对天空颜色的影响和光谱分析等。

总结:物理光学是探究光波动性质的重要学科，它涉及光的干涉、衍射、偏振、相干性、激光、散射和色散等多个方面。

本文通过概述以上五个大点，详细介绍了物理光学的相关理论和实践应用，希望能够对读者对物理光学理解有所助益。

《物理光学》学习指南

《物理光学》学习指南

“物理光学”是哈尔滨工业大学航天学院电子科学与技术和光学工程专业的一门最重要的专业必修基础课，是物理电子学、光学工程和仪器科学与技术等学科的考研专业基础课。

本课程作为一门重要的专业基础课，以光的电磁理论为理论基础，着重讲授光在各向同性介质、各向异性介质中的传播规律，光的干涉、衍射、偏振特性，以及光的吸收、色散、散射现象。

其教学目的是使学生深入了解并熟练掌握物理光学的重要知识，掌握重要的分析问题的方法，培养学生运用光学知识，解决后续课程以及今后工作中所遇有关问题的能力。

重点内容及学时分布：第一章光波的表示及在各向同性介质中的传播特性（共10学时）重点内容：单色平面光波的复数表示及复振幅；复色光波的相速度和群速度；光波的横波性及偏振特性；菲涅耳公式；反射率和折射率；反射光和折射光的相位特性；反射和折射的偏振特性。

第二章光的干涉（共10学时）重点内容：双光束干涉（包括杨氏干涉、等倾干涉、等厚干涉、牛顿环）；平行平板的多光束干涉；典型干涉仪及其应用（主要是迈克尔逊干涉仪和F-P干涉仪；光的相干性（空间相干性和时间相干性）。

第三章光的衍射（共10学时）重点内容：衍射的基本理论；夫琅和费衍射（包括夫琅和费矩形孔衍射、圆孔衍射、单缝衍射、多缝衍射）；光学成像系统的分辨本领；菲涅耳衍射及波带片；光栅方程及闪耀光栅。

第四章光波在各向异性介质中的传播特性（共10学时）重点内容：晶体的介电张量；晶体光学的基本方程；菲涅耳方程（包括波法线菲涅耳方程和光线菲涅耳方程）；光在晶体中的传播的几何法描述；平面光波在晶体界面上的反射和折射（重点是要确定单轴晶体中o光和e光的光线传播方向）；晶体的光学元件（包括棱镜和波片）；晶体的偏光干涉。

第五章晶体的感应双折射（共4学时）重点内容：晶体的线性电光效应（主要是KDP晶体的线性电光效应）；晶体的旋光效应（主要是旋光效应的解释及法拉第隔离器）。

第六章光的吸收、色散和散射（共4学时）光与介质相互作用的经典理论；光的吸收定律及吸收光谱；光的色散（主要内容是正常色散、反常色散及色散率）；光的散射（主要是瑞利散射和米氏散射）。

物理光学第二章光波的叠加与分析

物理光学第二章光波的叠加与分析
2 变，将出现一系列的 幅振 为零的点 —波节和一系列振幅为 大最 值
的点—波腹。
2 由 cos k z 0可求得波节的位置为
2
kz n
22
n 1，3，5，
物理光学第二章光波的叠加与分析
2.2.2 驻波实验
典型的驻波实验是维纳驻波实验。
1. P57 图2.8 2. 感光 3.全反射
E1 a1e xip a1t E2 a2exip a2t
两者叠加的合振动为
EE 1E 2a1ex i p 1ta2ex i p2t a1ex ip 1a2ex ip 2ex ip t
设中括号A内 exi p 的 ，部 则分 上为 式简化为
EAexi pexpitAexi pt
合振动振幅为
A2 a12 a22 2a1a2 cos2 1
当两波到Z达 轴上P点时，振动方程为
Ex Ey
aa12ccoosskkzz12tt
两波P点 在 处 叠加后的合振动为
E xx0 0a E1xcoyk0sE1 zyty0a2coksz2 t
合振动矢量的大小和方向均随时间变化，经简单的数学运算可 得其末端的运动轨迹方程：
这个方Ea12x2程 Ea表 22y2 明 2Ea矢 1x： aE2y量 c合 o末 s振 2 端 动 1的 si轨 n2椭 迹 2 圆 是 1。 一个 物理光学第二章光波的叠加与分析
光驻波现象在多个光学过程中存在，现在见的最 多的是在激光器谐振腔中多次往复反射的光波 形成的驻波。激光输出的这种稳定的驻波称为 激光束的纵模。
物理光学第二章光波的叠加与分析
2.3 两个频率相同、振动方向相互垂直的光波的叠加
2.3.1 椭圆偏振光
参见图2.10：由光源S1、S2发出两个单色光波，频率相同，振动 方向相互垂直。设两波的振动方向分别平行于X轴和Y轴。

物理光学-第2章 光的干涉

物理光学-第2章 光的干涉

2π
m = 0,1,2, … 明条纹 ，半波长的偶数倍 m = 0,1,2, …暗条纹，半波长的奇数倍
λ
6、观察等倾干涉的实验装置 、
23
7、透射光的干涉： 、透射光的干涉：
对于同一厚度的薄膜， 对于同一厚度的薄膜，在某一方向观 察到某一波长对应反射光相干相长， 察到某一波长对应反射光相干相长， 则该波长在对应方向的透射光一定相 干相消。因为要满足能量守恒。 干相消。因为要满足能量守恒。 增透膜、增反膜用在光学仪器的镜头上， 增透膜、增反膜用在光学仪器的镜头上，就 是根据这个道理。 是根据这个道理。
E * = ae i1 e iω1t + be i 2 e iω 2t
= I 1 + I 2 + 2a bcos[(ω1 ω 2 )t + δ ]
I = I1 + I 2 + a bcosδ
6
2.1 光波的叠加
讨论-两个光波就能产生干涉的条件： I = I1 + I 2 + a b cosδ ⑴两个光波的频率相同； ⑵位相差不随时间变化，或者位相差随时间的改变 量远小于毫弧度（rad）； ⑶两个光波的偏振状态不正交。
x = x m +1 x m =
λd 0
D
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
双缝干涉条纹是与双缝平行的一组明暗相间彼 此等间距的直条纹，上下对称。 此等间距的直条纹，上下对称。
15
六、光强分布
I = I1 + I 2 ± 2 I1 I 2 cos δ
I1 = I 2
I = 4 I1 cos 2 (δ 2)
12
三、双缝干涉的光程差

《物理光学》第二章 光波的叠加和分析


注意
波的叠加不是强度的叠加，也不是振幅的简单相 加，而是振动矢量的叠加
一、 同向传播的平面波的叠加
假设有两个简谐平面波，其时间频率为ω相同，振幅分别为E10和E20，初始位
相分别为10 和 20 ，振动方向平行，传播方向沿着 z 轴，它们被表示为：
E1 E10 exp i kz t 10 E2 E20 exp i kz t 20
(1)、驻波波函数 假设两个简谐平面标量波的时间频率为ω，振幅分别E10 和E20，初始位相为 10 和20 ，一列波沿着z轴正向传播 另一列沿z轴负向传播，假定E10=E20= E0，即有：
E1 E0 exp i kz t 10
E2 E0 exp i kz t 20
光波叠加原理的数学基础：
2 如果光波E1 (r , t ) 和 E 2 ( r , t )都是方程 E E 的解， t 2
2
则它们的线性叠加 C1E1 (r , t ) C2 E2 (r , t ) C3 也显然是该方程
的解，并且构成一个复杂的波
微分波动方程的解的叠加性，构成了光波叠加原理的数学
（2.2.3 ） （2.2.4 ）
E10 sin 10 E20 sin 20 0 arctan[ ] E10 cos10 E20 cos 20
由以上分析得到合成波的表达式为：
E ( z , t ) | E0 | exp i kz t 0 表明：
几束简单的光波复杂的光波叠加分解一标量波和矢量波光波是横波选择传播方向为直角坐标系的z方向则矢量就变成了二维矢量可将之分解为xy方向的分量是矢量光波本质上是矢量波若光波传播的媒质对这两个方向上的分量有相同的性质则这两个分量有相同的传播规律于是任一个分量的波函数就可代表其对应的矢量波则矢量波的处理变为标量波处理

物理光学与应用光学习题解第二章概要

物理光学与应⽤光学习题解第⼆章概要第⼆章习题2-1. 如图所⽰，两相⼲平⾏光夹⾓为α，在垂直于⾓平分线的⽅位上放置⼀观察屏，试证明屏上的⼲涉亮条纹间的宽度为： 2 sin2αλ=l 。

2-2. 如图所⽰，两相⼲平⾯光波的传播⽅向与⼲涉场法线的夹⾓分别为0θ和R θ，试求⼲涉场上的⼲涉条纹间距。

2-3. 在杨⽒实验装置中，两⼩孔的间距为0.5mm ，光屏离⼩孔的距离为50cm 。

当以折射率为1.60的透明薄⽚贴住⼩孔S2时，发现屏上的条纹移动了1cm ，试确定该薄⽚的厚度。

2-4. 在双缝实验中，缝间距为0.45mm ，观察屏离缝115cm ，现⽤读数显微镜测得10个条纹（准确地说是11个亮纹或暗纹）之间的距离为15mm ，试求所⽤波长。

⽤⽩光实验时，⼲涉条纹有什么变化？2-5. ⼀波长为0.55m µ的绿光⼊射到间距为0.2mm 的双缝上，求离双缝2m 远处的观察屏上⼲涉条纹的间距。

若双缝距离增加到2mm ，条纹间距⼜是多少？2-6. 波长为0.40m µ～0.76m µ的可见光正⼊射在⼀块厚度为1.2×10-6 m 、折射率为1.5的薄玻璃⽚上，试问从玻璃⽚反射的光中哪些波长的光最强？2-7. 题图绘出了测量铝箔厚度D 的⼲涉装置结构。

两块薄玻璃板尺⼨为75mm ×25mm 。

在钠黄光（λ=0.5893m µ）照明下，从劈尖开始数出60个条纹（准确地说是从劈尖开始数出61个明条纹或暗条纹），相应的距离是30mm ，试求铝箔的厚度D = ？若改⽤绿光照明，从劈尖开始数出100个条纹，其间距离为46.6 mm ，试求这绿光的波长。

2-8. 如图所⽰的尖劈形薄膜，右端厚度h 为0.005cm ，折射率n = 1.5，波长为0.707m µ的光以30°⾓⼊射到上表2-1题⽤图2-2题⽤图2-7题⽤图2-8题⽤图⾯，求在这个⾯上产⽣的条纹数。

物理光学与应用光学——第2章-4

2.3 光学薄膜
光学薄膜—— 在透明的平整玻璃基片或金属光滑
表面上，用物理或化学方法涂敷的透明介质薄膜。 作用：满足不同光学系统对反射率和透射率的不 同要求。
光学薄膜这门学科已成为现代光学不可缺 少的一个重要组成部分，没有光学薄膜，许多 现代光学装置便无法发挥效能，失去作用，无 论在提高或降低反射率、吸收率与透射率方面， 在使光束分开或合并方面，或者在分色方面， 在使光束偏振或检偏方面，以及在使某光谱带 通过或阻滞方面，在调整位相方面等等，光学 薄膜均起着至关重要的作用。 总之，薄膜在 许多场合都扮演关键脚色。薄膜器件的轻巧灵 便、稳定给它带来更广阔的应用 ：窄带滤光 片——光栅单色仪
2 2
n1 n2 r2 n1 n2
n0 n2
2
2 (n0 n2 ) cos n1 sin 2 n1 2 反射率 R 2 n0 n2 2 2 2 (n0 n2 ) cos n1 sin 2 n1 2
2
n0 n1 n2
n0
等效界面 nI （ 等 效 折 射 率 ）
2.3.1 光学薄膜的反射特性
二、多层膜
（2）多层 0/4膜系的等效折射率和反射率 n0 nH nG 第一层：
2 nH nI nG
2 L 2
n0 nL nI
nL n nG 第二层： nII nI nH
2.3.1 光学薄膜的反射特性
二、多层膜
表2-1 多层膜的反射率和透射率
与真实折射率不同，等效折射率可以小于1，其取值范围可以很大。
2.3.1 光学薄膜的反射特性
二、多层膜
结论 ：
要获得高反射率，膜系的两侧最外层均应为高折射率层 (H层)，因此，高反射率膜一定是奇数层。

物理光学梁铨廷版习题答案


条纹的间距为 1.5mm，所 用透镜的焦距为 300nm， 光波波长为 632.8nm。问 细丝直径是多少？
光的波长是多少？
解：由
，所以直径
解：单缝衍射明纹公式： 即为缝宽
当
时，
，因为 与 不变， 3.8 迎面开来的汽车，其
当
时，
两车灯相距
，汽
车离人多远时，两车灯刚
能为人眼所分辨？（假定 人眼瞳孔直径
求电磁波的频率、波长、 少？（2）波的传播和电
周期和初相位。
矢量的振动取哪个方
解：由 Ex=0，Ey=0， 向？（3）与电场相联系
Ez=
的磁场 B 的表达式如何
写？
解：（1）振幅 A=2V/m，
，则频率υ=
频
率
υ
=
=0.5 × 1014Hz ， =
Hz
周期 T=1/υ=2×10-14s， ， 波 长 λ
由上式，得
，因此，有 12 条暗环， 11 条亮环。
2.16 一束平行白光垂直 投射到置于空气中的厚 度均匀的折射率为
的薄膜上，发现 反射光谱中出现波长为 400nm 和 600nm 的两条暗 线，求此薄膜的厚度？ 解：光程差
， 所以
2.17 用等厚条纹测量玻 璃光楔的楔角时，在长 5cm 的范围内共有 15 个亮 条纹，玻璃折射率
现代光学
3.1 波长
的
单色光垂直入射到边长
为 3cm 的方孔，在光轴（它
通过方孔中心并垂直方
孔平面）附近离孔 z 处观
察衍射，试求出夫琅禾费
衍射区德大致范围。
解：要求
， 所以
，又
，所以
。
3.6 在不透明细丝的夫琅 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
I = I1 + I 2 + 2a ⋅ b〈cosδ 〉
I = I1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
5
2.1 光波的叠加
讨论-两个光波就能产生干涉的条件： I = I1 + I 2 + 2a ⋅ b〈cosδ 〉 ⑴两个光波的频率相同； ⑵位相差不随时间变化，或者位相差随时间的改变 量远小于毫弧度（rad）； ⑶两个光波的偏振状态不正交。
4
2.1 光波的叠加
E 1 = acos(ω1t − ϕ1 ) = ae − iϕ1 ⋅ e iω1t
E 2 = b cos(ω2t − ϕ 2 ) = be − iϕ 2 ⋅ e iω2t
I = E⋅ E *
E = E1 + E 2
两束光干涉的光强公式
= ae
− iϕ1
⋅e
iω1t
+ be
− iϕ 2
xD n d0
λ0
∆=
四、干涉条纹的位置(interference fringe) 干涉条纹的位置
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
D I = I1 + I 2 + 2 I1 I 2 cos( k 0 ⋅ nx ) d0
x
D ∆= nx d0
（1）明条纹 ）
k0 ⋅
bright fringe
牛顿的微粒说
光是由发光物体发出的遵循力学规律 的粒子流。 的粒子流。
惠更斯的波动说
光是机械波，在弹性介质“ 光是机械波，在弹性介质“以 中传播。 太”中传播。
2
2.1 光波的叠加
2.1.1 概述
两束光的干涉现象 肥皂泡和水面上的油膜所呈现出的美丽色彩就 是干涉的结果。再如， 是干涉的结果。再如，把两片玻璃擦干净以后 再贴在一起并压紧， 再贴在一起并压紧，有的地方就会出现不规则 的彩色条纹，也是光波干涉的结果。 的彩色条纹，也是光波干涉的结果。 光波的特征参数 振幅； 振幅；amplitude 位相； 位相；phase 偏振； 偏振；polarization 波长 wavelength
1 1 ⋅ ( m + )λ0 = ( m + ) ⋅ 2π 2 2 λ0
I min = I 1 + I 2 − 2 I1 I 2
13
k0 D nx = (2m + 1)π d0
x min
d0 λ = (2m + 1) ⋅ (m = 0,±1,±2) D 2
五、干涉条纹的特点
明条纹 暗条纹 条纹间距
11
三、双缝干涉的光程差optical path difference
δ1 =
2π
一般情况，r 2>> d π [n( S0 S 2 + S 2 P) − n( S0 S1 + S1P)] δ = δ 2 − δ1 =
λ0 ∆ = n( S 0 S 2 + S 2 P ) − n( S 0 S1 + S 1 P )
x max = m ⋅
x min
λd 0
D
x I
, m = 0,±1,±2⋯
d0 λ = (2m + 1) ⋅ (m = 0,±1,±2) D 2
∆x = x m +1 − x m = D (fringe spacing)
λd 0
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
双缝干涉条纹是与双缝平行的一组明暗相间彼 此等间距的直条纹，上下对称。 此等间距的直条纹，上下对称。
10
二、杨氏双逢干涉的实验装置
1801年，杨氏巧妙地设计了一种把单个波阵面分解为两个 年 波阵面以锁定两个光源之间的相位差的方法来研究光的干涉现 杨氏用叠加原理解释了干涉现象， 象。杨氏用叠加原理解释了干涉现象，在历史上第一次测定了 光的波长，为光的波动学说的确立奠定了基础。 光的波长，为光的波动学说的确立奠定了基础。
S' B = S'F SC = SA CD+ n⋅ DE + EF = n⋅ AB
干涉时， 干涉时，不会 带来附加的光 程差。 程差。
CD E F
应用程序
S A B
结论： 当用透镜观测 结论： •当用透镜观测
S
S'
'
S
L1 L2
干涉条件
用相位差表示： 用相位差表示：
± 2kπ π δ = ± (2k + 1) 2
I = I 1 + I 2 + 2 I 1 I 2 cos δ
δ = ϕ1 − ϕ 2
I max = I1 + I 2 + 2 I1 I 2
I min = I1 + I 2 − 2 I1 I 2
I = 4 I 1 cos 2 (δ 2)
6
δ = 0,±2π ,±4π ⋯
δ = ±π ,±3π ,±5π ⋯
7
1 δ k0
δ = k0 ∆
2.1.3 获得相干光的方法
两个光源发出的光波为什么不相干
δ = δ 2 − δ1
= (δ 02 − δ 01 ) + (δ 22 − δ 11 )
同一光源的两个不同部分发出的光也是不相干
τ∫
1
τ
0
2 I 1 I 2 cos δdt = 0
8
2.1.3 获得相干光的方法
d 0 〉〉 D
∆x = x m +1 − x m =
λd 0
D
例求光波的波长
在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为0.60mm， 在杨氏双缝干涉实验中，已知双缝间距为0.60mm，缝和屏相距 0.60mm 1.50m，测得条纹宽度为1.50mm 求入射光的波长。 1.50mm， 1.50m，测得条纹宽度为1.50mm，求入射光的波长。 解：由杨氏双缝干涉条纹间距公式 ∆x=λd0/D 可以得到光波的波长为 λ=∆x·D/d0 代入数据， 代入数据，得 λ=1.50×10-3×0.60×10-3/1.50 × × =6.00×10-7m × =600nm
16
八、菲涅耳双面镜
应用程序
两虚象等效于杨氏双孔. 两虚象等效于杨氏双孔
S
•
∆x = x m+1 屏 − x m = 0 幕 D
λd
干涉区
A
M1
′ S1•
d
′ S2
•
ϕ
B
M2
2ϕ
L 1
条纹间距为: 条纹间距为
L2
∆x =
屏上AB为干涉区． 屏上 为干涉区． 为干涉区
λD
d
17
2.3 分振幅的双光束干涉 2.3.1 等倾干涉 分振幅的双光束干涉equal inclination interference 一、计算光程差的公式
14
六、光强分布(light intensity) 光强分布
I = I1 + I 2 + 2 I1 I 2 cos δ
I1 = I 2 = I 0
I = 4 I 0 cos 2 (δ 2)
I max = 4 I 0 , I min = 0
15
七、杨氏双缝干涉的应用
（1）测量波长： ）测量波长： （2）长度的测量微小改变量。 ）长度的测量微小改变量。
n1<n2<n3 n1>n2>n3 n1<n2>n3 n1>n2<n3
无 无 有 有
21
有
有
2.3.1 等倾干涉
5、强度分布公式 、
I = I1 + I 2 + 2 I1I 2 cos
± mλ λ ∆= ± (2m＋1) 2
2π∆
λ0
m = 0,1,2, … 明条纹 ，半波长的偶数倍 m = 0,1,2, …暗条纹，半波长的奇数倍
结论：相同的入射角对应同一级条纹。因此， 结论：相同的入射角对应同一级条纹。因此，称它为薄膜等倾干
涉。 相遇在无穷远， 光 与光 相遇在无穷远，或者在透镜的焦平面上观察它们的相干 结果，所以称它为定域干涉。 结果，所以称它为定域干涉。
20
情况1： 情况 ： n1<n2<n3
情况2： 情况 ： n1>n2>n3 半波损失
k•用光程差表示： 用光程差表示： 用光程差表示
± kλ λ ∆= ( ) ± 2k＋1 2
k = 0,1,2,… 明条纹 ，半波长的偶数倍 k = 0,1,2,…暗条纹，半波长的奇数倍
19
2.3.1 等倾干涉
薄膜干涉属于分振幅法
有 有
无 无
产生半波损失的条件： 产生半波损失的条件：
光从光疏介质射向光密介 质，即n1<n2；小角度或掠 入射； 入射； 半波损失只发生在反射 光中； 光中； 对于三种不同的媒质， 对于三种不同的媒质， 两反射光之间有无半波损
没有
情况3： 情况 ： n1<n2>n3 有 无
没有
无 有
失的情况如下： 情况4： 情况 ： n1>n2<n3 失的情况如下：
第二章
1
第2章 光的干涉 章 光的干涉(interference)
一、光学的研究内容 二、光的两种学说
产生干涉的条件； 产生干涉的条件； 等倾干涉和等厚干涉； 等倾干涉和等厚干涉； Equal inclination interference Equal thickness interference 光场的相干性； 光场的相干性；coherence 多光束干涉的特点及其应用 Multiple-beam interferometry