反射光有半波损失。
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1.1 (简答)为什么窗户玻璃在日常的日光照射下看不到干涉现象?而有时将两块玻璃叠在一起却会看到无规则的彩色条纹?利用干涉条件讨论这两种情况。
普通玻璃的厚度太大,是光波波长的很多倍,他们的相位差也就太大,不符合干涉条件,干涉条件为:相位相差不大,振动方向一致,频率相同。
1.2. (简答)简述光波半波损失的条件?1.反射光才有半波损失,2从光疏射向光密介质1.3. (简答)教材113页(第三行)说反射式牛顿环的中心圆斑中总是暗纹,那么有办法让中心变成亮斑吗?怎么办?将入射光和观察位置在牛顿环的两侧即可。
2. 选择题:2.1 如图,S1、S 2 是两相干光源到P 点的距离分别为r 1 和r 2,路径S 1P 垂直穿过一块厚度为t 2 ,折射率为n 1的介质板,路径S 2P 垂直穿过厚度为t 2折射率为n 2的另一介质板,其余部分可看作真空,这两条路径的光程差等于(D )[r 2+(n 2-1)t 2-[r 1+(n 1-1)t 1 ]2.2 将一束光分为两束相干光的方法有和法。
分振幅法和同波阵面法。
2.4 如图所示,两个直径微小差别的彼此平行的滚珠之间的距离,夹在两块平晶的中间,形成空气劈尖,当单色光垂直入射时,产生等厚干涉条纹。
如果两滚珠之间的距离L变大,则在L范围内干涉条纹的数目 ,条纹间距(填变化情况)。
数目不变,间距变大2.5. 如图所示,一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气劈尖,用波长λ=500nm的单色光垂直照射。
看到的反射光的干涉条纹如图b所示。
有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边的直线部分的切线相切。
则工件的上表面上(凸起还是缺陷),高度或深度是(A) 不平处为凸起纹,最大高度为500nm三. 计算题1 在杨氏双缝实验中,设两缝之间的距离为0.2 mm,在距双缝远的屏上观察干涉条纹,若入射光是波长为400 nm至760 nm的白光,问屏上离零级明纹20 mm 处,那些波长的光最大限度地加强?1.解:已知:d=0.2mm, D=1m, L=20mm依公式:δ=dL/D=kλ∴kλ= dL/D=4×10-3nm=4000nm故当k=10时λ1=400nm k=9 时λ2=444.4nm k=8时λ3=500nm k=7时λ4=571.4nm k=6时λ5=666.7nm 五种波长的光加强。
目录半波损失定义半波损失理论的应用半波损失的原因定义光从光疏介质射向光密介质时反射过程中,如果反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动方向恰好相反,这种现象叫做半波损失。
从波动理论知道,波的振动方向相反相当于波多走(或少走)了半个波长的光程。
入射光在光疏媒质中前进,遇到光密媒质界面时,在掠射或垂直入射2种情况下,在反射过程中产生半波损失,这只是对光的电场强度矢量的振动而言。
如果入射光在光密媒质中前进,遇到光疏媒质的界面时,不产生半波损失。
不论是掠射或垂直入射,折射光的振动方向相对于入射光的振动方向,永远不发生半波损失。
光的干涉现象是有关光的现象中的很重要的一部分,而只要涉及到光的干涉现象,半波损失就是一个不得不考虑的问题。
光在不同介质表面反射时,在入射点处,反射光相对于入射光来说,可能存在半波损失,半波损失可以通过直观的实验现象——干涉花样——来得到验证。
半波损失理论的应用半波损失理论在实践生活中有很重要的应用,如:检查光学元件的表面,光学元件的表面镀膜、测量长度的微小变化以及在工程技术方面有广泛的应用。
半波损失的原因在洛埃镜实验中,如果将屏幕挪进与洛埃镜相接触。
接触处两束相干波的波程差为零,但实验发现接触处不是明条纹,而是暗条纹。
这一事实说明洛埃镜实验中,光线自空气射向平面镜并在平面镜上反射后有了量值为∏的位相突变,这也相当于光程差突变了半个波长。
光在反射时为什么会产生半波损失呢?这是和光的电磁本性有关的,可通过菲涅耳公式来解释。
在任何时刻,我们都可以把入射波、反射波和折射波的电矢量分成两个分量,一个平行入射面,另一个垂直入射面。
有关各量的平行分量和垂直分量依次用指标p和s表示。
以i1、i1´ 和i2分别表示入射角、反射角和折射角,它们确定了各波的传播方向。
以A1、A1´、A2来依次表示入射波、反射波和折射波的电矢量的振幅,它们的分量相应就是Ap1、Ap1´、Ap2和As1、As1´、As2。
光从波疏媒质到波密媒质表面上反射时产生半波损失的原因2008-07-02 16:33光从波疏媒质到波密媒质表面上反射时产生半波损失的原因何万勇(楚雄师范学院物理与电子科学系云南 675000)摘要:本文介绍什么是半波损失,并用电磁场理论中的菲涅耳公式予以解释。
最后得出光从波疏媒质到波密媒质表面上反射时产生半波损失的原因是,反射光相对于入射光产生了π的相位突变。
关键词:半波损失菲涅耳公式光波波疏媒介波密媒介相位中图分类号: 043 文献标识码:文章编号:引言:当光从波疏媒质到波密媒质表面上反射时将会产生波损失,那到底什么是半波损失呢?所谓“半波损失",就是当光从折射率小的光疏介质射向折射率大的光密介质时,在入射点,反射光相对于入射光有相位突变π,即在入射点反射光与入射光的相位差为π,由于相位差π与光程差λ\2相对应,它相当于反射光多走了半个波长λ\2的光程,故这种相位突变π的现象叫做半波损失。
半波损失仅存在于当光从光疏介质射向光密介质时的反射光中,折射光没有半波损失。
当光从光密介质射向光疏介质时,反射光也没有半波损失。
“半波损失”现象可以由电磁场理论中的菲涅耳公式予以解释。
光波是频率范围很窄(400nm~700nm)的电磁波。
在光波的电矢量E→和磁矢量H→中,能够引起人眼视觉作用和光学仪器感光作用的主要是电矢量E→,所以把光波中的电矢量E→叫做光矢量。
电磁波(光波)通过不同介质的分界面时会发生反射和折射。
根据麦克斯韦的电磁场理论,在分界面处,入射波、反射波、折射波的振幅矢量E→1、E`→1、E→2沿垂直于入射面的分量和沿平行于入射面的分量之间的关系满足菲涅耳公式:由文献[1]可知,菲涅耳公式为公式(1)~公式(4):E`s1/Es1=-sin(i-r)/sin(i+r) (1)E`p1/Ep1=tg(i-r)/tg(i+r) (2)Es2/Es1=2sin(r)cos(i)/sin(i+r) (3)Ep2/Ep1=2sin(r)cos(i)/[sin(i+r)cos(i-r)] (4)设Es1与Ep1的合矢量为E1;E`s1与E`p1的合矢量为E`1。
§12.2分振幅的干涉(一) 薄膜反射光的干涉如(图12.2a ),一束平面光在透明薄膜上下两表面反射成两束光,让它们叠加在一起(例如用透镜会聚在一起)时,可满足相干条件。
它们的光程差L ∆可计算如下:()AE n BC AB n L 12-+=∆321n n n <<或321n n n >> (12.2.1)()212λ+-+=∆AE n BC AB n L 321n n n ><或321n n n <> (12.2.2)半波损失的情况比较复杂,本教材只按正入射和掠入射的情况列式1[1]。
如果折射率321n n n <<,则薄膜上下两表面的反射光都有半波损失;如果折射率321n n n >>,则上下两表面的反射光都没有半波损失。
因此,在(12.2.1)式中对这两种情况计算光程差时,都不计半波损失。
如果折射率321n n n ><或321n n n <>,则薄膜上下表面的两反射光中,一个有半波损失,另一个没有半波损失。
因此,在(12.2.2)式中计算这两种情况的光程差时,都应计算半波损失。
在(图12.2a )中,入射光对上表面的入射角与折射角为i 与r 。
由于C 与A 两点很靠近,此处薄膜上下表面可近似看成是平行的,因此,此光束对下表面的入射角可用r 表示。
设此处的薄膜厚度为e ,则可用e 、i 、r 诸量表示(12.2.1)式的光程差L ∆。
计算如下:r e BC AB cos ==,etgr AC 2=,i etgr i AC AE sin 2sin ==。
∴ ()i r n n r e i e t g r n r e n L s i n s i n c o s 2s i n 2c o s 22212-=-=∆。
将折射定律表式r n i n sin sin 21=代入上式,消去i sin 或r cos 得:()r en r n n r e L cos 2sin cos 22212=-=∆ (12.2.3) i n n r n n r n r n 2212222222222sin sin sin 1cos -=-=-= (12.2.4)将(12.2.3)式代入(12.2.1)及(12.2.2)式,并参考(12.1.18)式,可写出薄膜干涉(12.2.5) (12.2.6) 由于薄膜厚度e 不为负值或零,故k 与k '1[1] 赵凯华、钟锡华《光学》上册256页,1984年版。