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物理光学 第三章

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高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第4节 光的衍射 光的偏振

高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第4节 光的衍射 光的偏振

3 光的衍射光的偏振1．对光的衍射现象的定性分析，正确的是()A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据D．光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论2．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是()A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D．其他条件不变，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽3．用卡尺观察光的衍射现象时，下列说法中正确的是()A．卡尺形成的狭缝应平行于日光灯，且狭缝远离日光灯，人眼也远离狭缝进行观察B．卡尺狭缝平行于日光灯观察时，可观察到中央为白色条纹，两侧为彩色条纹，且彩色条纹平行于日光灯C．狭缝由0.5 mm宽度缩小到0.2 mm，条纹间距变宽，亮度变暗D．狭缝由0.5 mm宽度扩展到0.8 mm，条纹间距变宽，亮度变暗4．在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是()A．很小的不透明的圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板5．关于衍射光栅，下列说法正确的是()A．衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C．透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D．透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝6．用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是()A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔时中央是亮的B．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔时中央是暗的C．中央均为亮点的同心圆条纹D．中央均为暗点的同心圆条纹7．使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列________．A．圆形光斑B．明暗相间的彩色条纹C．变暗消失D．正方形光斑E．正方形光斑由大变小8．用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上条纹，下列说法中正确的是() A．双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹B．单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹C．双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹D．单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹9．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示．激光束通过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝时产生的条纹规律相同，则()A．这是利用光的干涉现象B．这是利用光的衍射现象C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了10．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的明暗相间的图样，图的四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()A．a、cB．b、cC．a、dD．b、d11．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能．．反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹12．在杨氏双缝干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片，若两个偏振片的透振方向相互垂直，则()A．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度减小B．光屏上仍有干涉条纹，但亮条纹的亮度增大C．干涉条纹消失，但仍有光射到光屏上D．干涉条纹消失，光屏上一片黑暗13．下面关于光的偏振现象的应用正确的是()A．自然光通过起偏振器后成为偏振光，利用检偏振器可以检验出偏振光的振动方向B．立体电影利用了光的偏振现象C．茶色眼镜利用了光的偏振现象D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响14．如图所示，P是一偏振片，P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45 °角振动的光15.如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮条纹的颜色依次是()A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫1. ABC2. ACD3. BC4. D5. ABD6. C7. DEABC8. AD9. BD 10. D 11. D 12. C 13. ABD 14. ABD 15. B。

物理光学-第3章光的干涉和干涉仪

物理光学-第3章光的干涉和干涉仪

物理光学
第三章 光的干涉和干涉仪
邓晓鹏
教学目的：
1. 深入理解两个光波的非相干叠加和相干叠加， 深入理解相干条件和光的干涉定义；
2. 了解光干涉的本质及双光束干涉的一般理论； 3. 牢固掌握扬氏双光束非定域分波前干涉装置的
干涉光强分布的各种规律； 4. 牢固掌握分振幅等顷干涉的条纹形状、光强分
布规律、定域问题及其应用；
r22 r12 2xd
n(r2
r1)
2xdn r1 r2
当d<<D且在近轴条件下，可用2D代替r1+r2，则：
n(r2 r1)xdn D
当：n(r2r1)xdnm
D
xmD m0,1,2,...
dn
——干涉极大，振动加强位置条件。
当：n(r2r1)xDdn(m1 2)
总结： 干涉图样是由一系列平行等距的亮带和暗带组成。
干涉极大点：xmD m0,1,2,...
d
干涉极小点：x （ m1） D m0,1,2,...
2d
条纹间距: e D
dw 当用白光照射时，除中央明条纹为白 色以外，其他明条纹将呈现彩色。
第三节 分波前干涉的其它实验装置
生干涉。具体条件为：
必要
1、两迭加光波光矢量频率相同；
条件
2、两迭加光波光矢量的振动方向相同；
3、两迭加光波的位相差固定不变。
以上所述三个必要条件通常称为相干条件，满足这三 个条件的光波称为相干光波，相应的光源称为相干光源。 只有相干光波才可能产生光的干涉现象。
关于振动方向的说明：当两个叠加光波振动方向垂直 时，不产生干涉（光强=I1+I2）；当两个叠加光波振动方 向平行时，产生干涉；当两个叠加光波振动方向之间有一 夹角时，只有两光波的平行分量产生干涉。
《物理光学》第3章 光的干涉和干涉仪

《物理光学》第3章 光的干涉和干涉仪

d d ∆ = r2 − r1 = x + + y 2 + z 2 − x − + y 2 + z 2 2 2
2 2
2
2
消去根号，化简便得到等光程差面方程式 :
x2 ∆ 2
2
−
y2 + z2 d ∆ − 2 2
条纹对比度主要影响因子: 光源大小 非单色性 振幅比（光强比）
3.4.1 光源大小的影响 (1)光源的临界宽度 ：可见度下降到零时光源的临界宽度。 假设光源只包含两个强度相等的发光点S和S’，S和S’在屏幕 E上各自产生一组条纹，两组条纹间距相等，但彼此有位移。
S ′S 2 − S ′S1 =
2 2
=1
将Δ=mλ代入
x2 mλ 2
2
−
y2 + z2 d mλ − 2 2
2 2
=1
等光程差面是一组以m为参数的回转双曲面族，x轴为回转轴 干涉条纹就是等光程差面与观察屏幕的交线。
结论：
干涉图样是由一系列平行等距的亮带和暗带组成。
1 e= ∝ W W
条纹间距与光波波长有关。波长较短的单色光，条纹较密， 波长较长的单色光，条纹较稀。
λ
§3.1.2 等光程差面和干涉条纹形状 在屏幕上观察到等距的直线干涉条纹条件: d《D，且在Z轴附近观察 设光屏上任意点P的坐标为(x、y、z），则有:
d r1 = S1 P = x − + y 2 + z 2 2 d r2 = S 2 P = x + + y 2 + z 2 2
I0dx为宽度dx的S点元光源的强度，Δ为D点元光源发出的 两束相干光到达P点的光程差。
物理光学-第三章 光的干涉3.19

物理光学-第三章 光的干涉3.19

行等距直条纹。
5、干涉条纹的反衬度： 当两束光波满足获得稳定干涉的条件时有：
2 E 1 E 2 E 1 0 E 2 0 c o s k 2 k 1 r 2 0 1 0
干涉场强度为：
I r I 1 r I 2 r 2 I 1 I 2 c o s k 2 k 1 r 2 0 1 0
在三维干涉场中放置一个二维
y
的观察屏Π，Π上将出现强度
变化的干涉图形，这实际上是
极值强度面与观察平面的交线，
r
因此所谓的干涉图形又称为干
涉条纹。
O
z
P(r) Δk P0 Π
x
等强度面是按余弦规律变化的平行等距平面，Π平面上的干涉
条纹是一组平行等距的直线性条纹，条纹的方向及空间频率与
观察屏Π的方向有关
令Δ=L2-L1 ，称为P点对S1和S2的光程差
P点相对于光源点S1和S2的位相差： k 0 L 1 L 2 2 01 0
注意：
I1(P)和I2(P)分别是S1和S2单独在P点产生的强度 由于初始位相差是常量， 两光波在P点的位相位差取决于Δ
3、干涉场的分析 (1)、等强度面与等光程差面
y f
Π1垂直于f，该平面上|f1|=0，
Π4
Π2
Π1
干涉条纹为无限宽条纹
Π2平行于f，有|f2|=2 sin(θ/2)/λ，
α x
干涉条纹为平行等距直条纹；
Π3 二维观察屏的干涉条纹
Π3平行于x轴，该平面|f3|=2sin(θ/2)cosα/λ，干涉条纹为平行等 距直条纹；
Π4平行于y轴，该平面|f4|=2 sin(θ/2)sinα/ λ，干涉条纹也是平
将干涉强度的极大值和干涉强度的极小值代入，得到两束平 面波干涉的条纹反衬度公式：
物理光学第三章 习题答案

物理光学第三章 习题答案


（2）
m 20 2 2 h 10 cos 2 40 20 4 h 16 20 2 0.707rad cos 2
3.24 牛顿环也可以在两个曲率半径很大的平凸透镜之间的空气层 中产生。如图所示，平凸透镜A和B的凸面的曲率半径分别为RA 和RB，在波长600nm的单色光垂直照射下，观察到它们之间空气 层产生的牛顿环第10个暗环的半径rAB=4mm。若有曲率半径为RC 的平凸透镜C，并且B、C组合和A、C组合产生的第10个暗环的 半径分别为rBC=4.5mm和rAC=5mm，试计算RA，RB和RC。
4.4 F-P标准具的间隔为2.5mm，问对于波长为500nm的光，条 纹系中心的干涉级是多少？如果照明光波包含波长500nm和稍 小与500nm得两种光波，它们的环条纹距离为1/100条纹间距， 求未知光波的波长。 解：条纹系中心的干涉级为：
2h m 2h m 104

e 2 0.0005(nm) 2he 499.9995(nm)
4.3 将一个波长稍小于600nm的光波与一个波长为600nm的光波 在F-P干涉仪上进行比较。当F-P干涉仪两镜面间距离改变 1.5mm时，两光波的条纹系就重合一次。试求未知光波的波长。 解： 2l n n 1
解得： n 5 103 n ' 599.88 109 (m) n 1
（3） 2nh cos 2 m 2nh sin 2 2 2 0.0022 2nh sin 2 由 sin 1 n sin 2 cos 1 1 n cos 2 2 n cos 2 2 1 0.0033 cos 条纹间距为：e f 1 6.7 10－4 m
高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第3节 实验

高中物理精品试题：选修3-4 第三章 光学 第3节 实验

测定玻璃的折射率用双缝干涉测量光的波长1．从两只相同的手电筒射出的光，当它们在某一区域叠加后，看不到干涉图样，这是因为()A．手电筒射出的光是单色光B．干涉图样太细小看不清楚C．周围环境的光太强D．这两束光为非相干光2．在杨氏双缝干涉实验中，如果()A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹C．若仅将入射光由红光改为蓝光，则条纹间距一定变大D．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹3．用红光做光的双缝干涉实验，如果将其中一缝改用蓝光，下列说法正确的是()A．在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹B．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉现象，此时不产生干涉现象C．频率不同的两列光也能发生干涉现象，此时出现彩色条纹D．尽管亮暗条纹都是光波相互叠加的结果，但此时红光与蓝光只叠加不产生干涉现象4．一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因是() A．各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同B．各色光的速度不同，造成条纹的间距不同C．各色光的强度不同，造成条纹的间距不同D．各色光通过双缝到达一确定点的距离不同5．如图所示，在双缝干涉实验中，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则() A．不再产生干涉条纹B．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置不变C．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向上移D．仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹P的位置略向下移6．关于光的干涉及双缝干涉实验的认识，下列说法正确的是()A．只有频率相同的两列光波才能产生干涉B．频率不同的两列光波也能产生干涉现象C．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹D．单色光从两个狭缝到达屏上某点的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹E．用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的不等间距的单色条纹7．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以()A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光8．如图所示为双缝干涉实验中产生的条纹图样：图甲为用绿光进行实验的图样，a为中央亮条纹；图乙为换用另一种单色光进行实验的图样，a′为中央亮条纹．则以下说法正确的是(λ绿>λ红)()A．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较长B．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较长C．图乙可能是用紫光进行实验产生的条纹，表明紫光波长较短D．图乙可能是用红光进行实验产生的条纹，表明红光波长较短9.用波长为λ的单色光照射单缝O，经过双缝M、N在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则()A．O到达a、b的路程差为零B．M、N到达b的路程差为λC．O到达a、c的路程差为4λD．M、N到达e的路程差为2λ11．某同学在做双缝干涉实验时，按装置图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强12．某同学按双缝干涉实验装置安装好仪器后，观察光的干涉现象，获得成功．若他在此基础上对仪器的安装做如下改动，仍能使实验成功的是()A．将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，其他不动B．将滤光片移至单缝和双缝之间，其他不动C．将单缝向双缝移动少许，其他不动D．将单缝与双缝的位置互换，其他不动14.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，装置如图所示．双缝间的距离d＝3 mm.(1)若测量红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮条纹的位置如图甲所示，观察第5条亮条纹的位置如图乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.15．用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d＝0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l＝75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条亮条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1＝________ mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条亮条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2＝________ mm，由以上已知数据和测量数据，可得该单色光的波长是________ mm.(保留2位有效数字)16．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则：甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．17．在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示．用刻度尺量得OB＝8 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃砖的折射率n＝________.1．D 2.B 3.BD 4.A 5.D 6.AD 7.C 8.A9.BD11. AC 12.ABC14.解析 (1)要测量红光的波长，应用红色滤光片．由Δx ＝l dλ可知要想测λ必须测定双缝到屏的距离l 和条纹间距Δx .(2)由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4 m ， λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.70m ≈6.86×10－7 m.15.答案 0.3 9.5 6.1×10－4解析 由游标卡尺读数规则读出x 1＝0.3 mm ，x 2＝9.5 mmΔx ＝x 2－x 1n －1＝9.24 mm ＝2.3 mm λ＝Δx ·d l＝2.3×0.20750 mm ≈6.1×10－4 mm.16.答案 偏小 不变解析 用题图①测定折射率时，玻璃砖中折射光线偏折变大了，所以折射角增大，所测折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，折射率的测定值与玻璃砖的形状无关．17.答案 1.5解析 由题图可知sin ∠AOB ＝AB OA ，sin ∠DOC ＝CD OC ，OA ＝OC ＝R ，根据n ＝sin θ1sin θ2知，n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝102－824＝1.5.。

物理光学 干涉条件和杨氏干涉实验

物理光学 干涉条件和杨氏干涉实验


d )2 2
y2
D2
r2 2
(x
d 2
)2
y2
D2
r22 r12 2 xd
又有 r22 r12 (r2 r1)(r2 r1)
y
S S2
S1 O
d
x r1 r2
D
y P(x,y,D) x
z
实际情况：d D, x, y D (近轴观察)
所以，光程差：
r2
r1
2xd r2 r1
2xd 2D
于是非相干叠加时的光强为 I=I1+I2
可见，在非相干叠加时，光强是均匀分布的。
2.相干叠加
如果在观察时间 内，合成光强在空间形成强弱相
间的稳定分布。这是相干叠加的重要特征。
两个振动E1和E
叠加后的光强
2
为：
I E 2 E1 E2 2
1
T
T 0
E1 E2
2 dt
| E1 |2
| E2 |2
无干涉现象
对普通光源来说，由于原子发光是间歇的、随机的、独立的，在
观察时间 内，相位差不能保持恒定,变化次数极多,可取0～2π间
的一切可能值,且机会均等。
两个独立光源（即便是两个独立的原子），或同一原子先后发出 的光波之间没有固定的位相差，因此，不能产生干涉。
·
独立(不同
·
原子发的光)
独立(同一原子先后发的光)
或 D n(r2 r1) (m 1/ 2) (m 0, 1, 2, )
I 0 P点处出现暗条纹 相消干涉
当相位差介于两者之间时，P点光强在0和4I0 之间。 结论：1、干涉条纹代表着光程差的等值线。
2、相邻两个干涉条纹之间其光程差变化量为一个波长， 位相差变化2。
八年级物理上册精品课堂(沪科版)第三章光的世界教学设计

八年级物理上册精品课堂(沪科版)第三章光的世界教学设计

要求：描述清晰，分析到位，体现光学知识在实际生活中的应用。
2.完成课后练习题，包括以下内容：
-光的传播、反射、折射基本概念的选择题和填空题。
-光学元件（如凸透镜、凹透镜）成像特点的应用题。
-光的颜色、亮度、对比度等概念的相关题目。
要求：独立完成，书写规范，注重解题思路和方法的运用。
3.小组合作，设计一个简单的光学小制作，如：自制望远镜、放大镜等。
针对以上情况，教师在教学过程中应采取适当的教学策略，如：结合生活实例，激发学生兴趣；设计有趣的实验，提高学生的参与度；鼓励学生提问、讨论，培养他们的思考能力；充分利用多媒体资源，丰富教学手段，提高学生的学习效果。通过有针对性的教学，使学生在掌握光学知识的同时，提高科学素养和创新能力。
三、教学重难点和教学设想
（二）讲授新知
1.光的传播：介绍光的直线传播原理，通过激光笔照射小球实验，让学生观察光的传播路径，理解光在均匀介质中沿直线传播的特点。
2.光的反射：讲解反射定律，演示平面镜成像实验，让学生亲身体验光的反射现象，掌握反射定律的应用。
3.光的折射：介绍折射定律，通过凸透镜、凹透镜成像实验，让学生观察光的折射现象，理解透镜的成像规律。
（一）教学重难点
1.光的传播、反射、折射规律的深入理解与应用，特别是反射定律和折射定律的掌握。
2.光学元件的使用及其成像原理，尤其是凸透镜和凹透镜的成像特点和应用。
3.光的颜色、亮度、对比度等概念的理解，以及色光混合原理的掌握。
4.光学技术在生活中的应用和影响，如何将所学知识运用到实际中，解决实际问题。
3.引导学生关注光学技术在日常生活中的应用，提高学生的科技素养，增强创新意识。
4.培养学生爱护眼睛、保护视力的重要性，形成良好的用眼习惯。
物理光学-第3章 光的衍射

物理光学-第3章 光的衍射


f x = ρ cos φ
f y = ρ sin
dx0 dy 0 = r0 dr0 dα 0
( x0 , y 0 ) = A
α0
0 ~ 2π
r0
0~a
24
3-4 夫琅和费圆孔衍射
光强分布公式
ie iKz 2 z ( x12 + y12 ) + ∞ i 2π ( f x x0 + f y y0 ) u ( x, y ) = e u ( x 0 y 0 )e dxo dy 0 ∫ ∫∞ λz
4
3.2衍射的基本理论
①狭缝衍射 ②圆孔衍射
5
3.2衍射的基本理论
惠更斯-菲涅耳原理
6
3.2衍射的基本理论
惠更斯原理是描述波的传播过程的一个原理。设波 源在某一时刻的波阵面，面上每一点都是一个次波 源，发出球面次波。次波在随后的某一时刻的包迹 面形成一个新的波阵面。波面的法线方向就是波的 传播方向。这就是惠更斯原理。 菲涅耳在研究了光的干涉现象以后，考虑到次波来 自同一光源，应该相干，因而波阵面上每一点的光 振动应该是在光源和该点间任意一个波面上发出的 次波迭加的结果。这样用干涉理论补充的惠更斯原 理叫作惠更斯-菲涅耳原理。
12
3-2-3 夫琅和费衍射和菲涅耳衍射
夫琅和菲近似：衍射屏到孔的距离z很大，透光孔很小 2 2
2 2 x0 + y 0 k ( x0 + y 0 ) max ≈0 z >> 2 z 2 2 2 2 2 1 ( x1 x0 ) + ( y1 y 0 ) 1 x12 + y12 1 x0 + y 0 x1 x0 + y1 y 0 r ≈ z 1 + = z 1 + 2 z 2 + 2 z 2 2 z2 2 z k [( x x ) + ( y y ) ] i i ikz u ( x1 y1 ) = e ∫∫ u ( x 0 y 0 )e 2 Z dx 0 dy 0 λz k 2 2 2 2
第3章-光学薄膜的设计理论

第3章-光学薄膜的设计理论


1 2

则：
Y

C
B
,

B C

称为膜系的特征矩阵
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第３章 光学薄膜的设计理论
单层膜的反射 单层膜的反射率为：
r 0 0 Y Y,R 0 0 Y Y 0 0 Y Y
这样就把单层膜的问题等效成了单一 界面的问题，而不是用多次干涉的方法。
对称膜系(PQP)的特征
第３章 光学薄膜的设计理论
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对称膜系(PQP)的特征
第３章 光学薄膜的设计理论
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对称膜系(PQP)的讨论
第３章 光学薄膜的设计理论
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对称膜系(PQP)的讨论
第３章 光学薄膜的设计理论
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周期性对称膜系
基本上任一层薄膜的作用都可看作是改变等效界面的导纳， 从而改变了薄膜系统的光学特性；
因此，如能形象的表示出等效导纳变化轨迹，将有助于直 观的分析薄膜系统的特性及其变化，这就是所谓的导纳轨 迹图解技术；
2.1.３单一界面反射率与透射率
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第３章 光学薄膜的设计理论
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第３章 光学薄膜的设计理论
单层膜的特征矩阵
由公式：
k

E
a



cos 1
H a i 1 sin 1
i sin

1

1


k

E
b

cos 1 H b
T=1: sin2θ=0, R1=R2 T极小值：则sin2θ=１
物理光学课后习题答案-汇总

物理光学课后习题答案-汇总


和
的合成。
解
：
=
，（m 为奇
= = =
=
。
两个振动方向相同的单色波在空间某一点产生的
振动分别为
和
。若
Hz，
数），
，
所以
=
。
试求如图所示的周期性矩形波的傅立叶级数的表
达式。
解：由图可知，
，
V/m， 8V/m，
，
，
求该点的合振动表达式。
解
：
=
，
，
=
所以
。
=
=
=
。
求如图所示的周期性三角波的傅立叶分析表达式。
面上时，
，其中
。
证明： 儒斯特角，所以
，因为 为布 ，
=
=
=
证明光束在布儒斯特角下入射到平行平面玻璃片
的上表面时，下表面的入射角也是布儒斯特角。
证明：由布儒斯特角定义，θ+i=90º ，
设空气和玻璃的折射率分别为 和 ，先由空气入
射到玻璃中则有
，再由玻璃出射
=
律
则
，其中
，又根据折射定
，得
，
，得证。
利用复数表示式求两个波
的宽度为
又由公式
，得双缝间距
离
=
。
设双缝间距为 1mm，双缝离观察屏为 1m，用钠光照
某种激光的频宽 的波列长度是多少
Hz，问这种激光
解：由相干长度
，所以波列长度
。
第二章 光的干涉及其应用
在与一平行光束垂直的方向上插入一透明薄片，其
明双缝。钠光包含波长为
nm 和
两种单色光，问两种光的第 10 级亮 条纹之间的距离是多少

[物理]光学成像系统的传递函数


利用菲涅耳公式，透镜前表面:
( x x0 ) 2 ( y y0 ) 2 exp( jkd0 ) , y0 y0 ) exp jk dUl ( x0 ' , y0 ' ; x, y) d ( x0 x0 dx0 dy0 jd 0 2d 0
物像平面的共 2 2 xi2 y i2 x0 轭关系满足高 y0 1 h( x 0 , y 0 ; x i , y i ) 2 exp jk exp jk 2d i 2d 0 斯公式 d0di

弃去常数位相因子,有:
k 1 1 1 2 xi x0 y i y 0 2 P ( x , y ) exp j ( x y ) exp jk x y dxdy 2 di d0 f d i d 0 d i d 0
2 ~ ~ P ( x , y ) exp j [( x x ) x ( y y ) y ] dxdy i 0 i 0 d i
§3.1 相干照明衍射受限系统的点扩散函数
~ ~ 于是，hxo , yo ; xi , yi 可以写成 hxi xo , yi yo
) 2 ( y y0 )2 ( x x0 exp[ jkd 0 ] exp jk jd 0 2 d 0
( x x0 ) 2 ( y y0 ) 2 可写成: dUl ( x0 , y0 ; x, y) 1 exp jk jd 0 2d 0
1 ~ ~ h( x i x 0 , y i y 0 ) 2 d0di

[物理]光学成像系统的传递函数


像方：以理想像点为中心的会聚球面波，它照明出射光瞳的
有限孔径。在像平面（照明光波的会聚平面）产生以
理想像点为中心的出瞳孔径的夫琅和费衍射花样。
点扩散函数为
h (x 0 ,y 0 ;x i,y i) K P (x ,y )e x j2 p d i[x i( M 0 )x x (y i M 0 )y ] d y x
如果光瞳足够大，P (di~ x0,di~ y)1过渡到几何光学的理想成像：
d h ( x i ~ x 0 , y i ~ y 0 ) K 2 d i 2 ( x i ~ x 0 , y i ~ y 0 )~x
x
di
,~y
y
di
§3.2 相干照明衍射受限系统的成像规律
照明光源的相干性问题: 物理图像
几何光学像 或理想像
U g ( ~ x , ~ y) ~ h ( x i ~ x ,yi ~ y) d ~ x d ~ y ~
U g(xi,yi)h(xi,yi)
物理意义：衍射受限成像系统可看成线性空不变系统。
物通过衍射受限系统后的像分布是理想像和点扩散函数的卷积。
像的强度分布为: Ii(xi,yi)Ui(xi,yi)
P (x,y)ex pjk d xii d x0 0 x d yii d y0 0 y dxdy
成像透镜的横向放大率
M di d0
ex jp 2k d0(x0 2y0 2) ex jp 2k d0 xi2 M 2 yi2 也可略去
d (x0-x0’, y0 -y0’)
沿光波传播方向，逐面计算后面三
个特定平面上的场分布。可最终导
出一个点源的输入输出关系。
利用菲涅耳公式，透镜前表面:
d d l( x 0 U ',y 0 '; x ,y ) e jj d x 0 0 k ) p d ( x 0 ( x 0 ,y 0 y 0 ) e j x ( k x x p 0 ) 2 2 d 0 ( y y 0 ) 2 d 0 d 0 x

光学第三章习题-11级应用物理

11级应用物理 曹江勇学号：20114052004第三章 习题一、选择题：2004. 2n = 1 的空气对于1n = 1.5 的玻璃而言，其临界角c i 约为 （ B ）（A ）40° （B ） 42° （C ）55° （D ）56°2005．将折射率为 n 的薄透镜置于折射率为 n ′（＞n ）的介质中，则（ B ）（A ）凸透镜会聚、凹透镜发散 （B ）凸透镜发散、凹透镜会聚（C ）凸透镜发散、凹透镜发散 （D ）凸透镜会聚、凹透镜会聚2012．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（ A ）（A ）光心。

（B ）物方焦点。

（C ）物方节点。

（D ）象方焦点。

2016．由折射率为n=1.65 的玻璃制成的薄凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm ，其焦距等于多少cm ？。

（ D ）（A ）20 （B ）21 （C ）25 （D ）312017．一双凸透镜的折射率为1.5，其两面曲率半径均为10cm ，若其一面涂以银，使其成为凹面镜，在距透镜20cm 处置一点光源，光自左向右射入，右为涂银面，则其所成像在多少cm 处？ ( A )（A ）20 （B ）4 （C ）3.33 （D ）2.862022．一消色差透镜由两个胶合的薄透镜构成的，他们的光焦度分别为10和-6屈光度，试问组合透镜的焦距为多少cm ？（A ）0.25 （B ）25 （C ）2.5 （D ）4002049,光学系统的实物定义是（ C ）（A ）发散入射同心光束的顶点（B ）会聚入射同心光束的顶点（C ）发散出射同心光束的顶点（D ）会聚出射同心光束的顶点2050,光学系统的虚物定义是（ B ）（A ）发散入射同心光束的顶点（B ）会聚入射同心光束的顶点（C ）发散出射同心光束的顶点（D ）会聚出射同心光束的顶点2051,光学系统的实像定义是（ B ）（A ）发散入射同心光束的顶点（B ）会聚入射同心光束的顶点（C ）发散出射同心光束的顶点（D）会聚出射同心光束的顶点2052,光学系统的虚像定义是（ C ）（A）发散入射同心光束的顶点（B）会聚入射同心光束的顶点（C）发散出射同心光束的顶点（D）会聚出射同心光束的顶点2053,身高为1.8m的人经过平面镜反射能看到自己全身的像，平面镜的高度至少需要多少米( A )（A）0.9m （B）1.8m （C）2.7m （D）3.6m2054,平面镜成像的性质为（ B ）（A）实物成实像（B）实物成虚像（C）虚物成虚像（D）虚物不能成像2055,平面镜成像的横向放大率为（ A ）（A）+1 （B）－1 （C）0 （D）∞2056,唯一能完善成像光学系统的是（ B ）（A）平面折射系统（B）平面反射系统（C）球面折社系统（D）球面反射系统2058,人在岸上看到水中的鱼是（ D ）（A）原深度的鱼（B）变深了的鱼的实像（C）变浅了的鱼的实像（D）变浅了的鱼的虚像2059,透过一块厚玻璃板观察一个发光点，看到发光点的位置是（ A ）（A）移近了（B）移远了（C）不变（D）不能确定2060,某水箱里注水深8cm，箱底有一硬币，则硬币的视深为多少厘米（ C ）（A）2 （B）4 （C）6 （D）202061,在厚15cm，折射率为1.5的玻璃板下表面上有一小颗粒，如果垂直观察，小颗粒的像位于玻璃板上表面下放多少厘米( B )（A）5 （B）10 （C）15 （D）202062,棱镜的折射率为n，当顶角a很小时，最小偏向角为（ C ）（A）a （B）na （C）(n-1)a （D）(n+i)a2063,棱镜的顶角为60°，当入射角为45°时，偏向角最小，那么该棱镜的折射率为（ A ）（A（B（C（D）22066，凹球面镜对实物成像的性质之一是（ A ）（A）实像都是倒立的（B）实像都是正立的（C）实像都是放大的（D）实像都是缩小的2067,凹球面镜对实物成像的性质之一是（ A ）（A）虚像都是正立方大的（B）虚像都是倒立方大的（D）虚像都是倒立缩小的2068,凸球面镜对实物成像的性质是（ B ）（A）虚像都是实的（B）虚像都是虚的（C）虚像都是放大的（D）虚像都是倒立的2069,凸球面镜对实物成像的性质（ D ）（A）实像都是正立方大的（B）实像都是倒立方大的（C）实像都是倒立缩小的（D）不可能产生实像2070，凸球面镜对实物成像的性质（ C ）（A）实像都是倒立缩小的（B）实像都是正立方大的（C）虚象都是正立缩小的（D）虚象都是倒立方大的2071,平行光通过置于空气中的透明介质球聚焦于球面上，则透明体的折射率为（ D ）（A）2 （B）1 （C）2 （D）1.52072,凸透镜的成像性质之一是（ A ）（A）实物始终成倒立实像（B）实物始终成正立虚像（C）虚物始终成正立实像（D）虚物始终成正立虚像2073,凸透镜对实物成像的性质之一是（ A ）（A）实像都是倒立的（B）实像都是正立的（C）实像都是放大的（D）实像都是缩小的2074,凸透镜对实物的成像性质之一是（ D ）（A）实像都是正立方大的（B）实像都是倒立方大的（C）实像都是倒立缩小的（D）实像可以放大，也可以缩小2075,凹透镜对实物成像的性质（ B ）（A）像都是实的（B）像都是虚的（C）像都是放大的（D）像都是倒立的2076,凹透镜对实物成像的性质（ D ）（A）实像都是正立方大的（B）实像都是倒立方大的（D）不能成实像2077,凹透镜对实物成像的性质（ C ）（A）实像都是倒立缩小的（B）实像都是正立方大的（C）虚象都是正立缩小的（D）虚象都是倒立方大的2078,共轴球面系统主焦点的定义是（ D ）（A）主轴上横向放大率等于1的一对共轭点（B）主轴上角放大率为1的一对共轭点（C）主轴上纵向放大率为1的一对共轭点（D）主轴上无限远点的共轭点2079,共轴球面系统主点的定义是（ A ）（A）主轴上横向放大率等于1的一对共轭点（B）主轴上角放大率为1的一对共轭点（C）主轴上纵向放大率为1的一对共轭点（D）主轴上无限远点的共轭点2080,共轴球面系统节点的定义是（ B ）（A）主轴上横向放大率等于1的一对共轭点（B）主轴上角放大率为1的一对共轭点（C）主轴上纵向放大率为1的一对共轭点（D）主轴上无限远点的共轭点二、填空题：1012．费马原理是指＿光沿光程最大值、最小值、或恒定值的路程传播＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

粤沪八年级物理上册 第三章 光和眼睛 优秀课件 眼睛与光学仪器


讲授新课
3.视角 从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条
直线的夹角。
视角
物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本 身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关。
讲授新课
视角大
a
视角小
a
距离相等时,大物体的视角大,小物体的视角小。
讲授新课
视角小
a
视角大
a
物体大小一定时,看近处的物体,视角大,远处的 物体视角小。
7、用显微镜观察物体时,物镜对物体所成的像是 一个放大的___实_像（“虚”或“实”）,道理就像 ____投__影_的仪镜头成像一样,目镜的作用则像一个 _放__大__镜__再次对这个像成放大的_虚__像___ （“虚像” 或“实像”）。
随堂练习
8、望远镜物镜的作用是使远处的物体在焦点附近 成__实___像（填“虚”或“实”）,这个像是 __缩__小__的____ （填“放大的”或“缩小的”）,道理就 像_____照__相__机_的镜头成像一样,目镜的作用则像一个 ______放__大__镜用来把这个像放大。
的多少； ③快门：控制曝光时间。 ④调焦环：调节镜头到胶片间
的距离,即像距；
讲授新课
A
F B’
B
F
A’
成像原理 照相机所成的像是_倒__立_（倒立、正立）_缩__小_（放大、 缩小）的__实__（虚、实）像。
原理
物距u
u＞2f
像的性质
像距v
倒立、放大、 实像
f＜v＜2f
像的大小 变化
物近像远大
讲授新课
讲授新课
物体
视角
缩小的像 通过望远镜看物体
通过目镜可观察物体 的虚像,视角增大了,好像 物体被移近,从而使我们能 看清远处的物体。

武汉理工大学物理光学复习要点

物理光学复习要点第一章 光的电磁理论一、电磁理论1.光是电磁波，具有波动和粒子的两重性质，称为波粒二象性。

2.物理光学是从光的波动性出发来研究光在传播过程中所发生的现象的学科，所以也称为波动光学。

3. Maxwell 方程组：积分形式、微分形式4.物质方程：5.波动方程6.介质的折射率：cn 7. 边值关系：21212121()0()0()0()0n E E n H H n D D n B B8. 波（阵）面：将某一时刻振动相位相同的点连接起来，组成的曲面叫波阵面 9. 波长：简谐波具有空间周期性，波形变化一个周期时波在空间传播的距离称为波的空间周期，一维简谐波的空间周期为波的波长；即为λ，具有长度的量纲L 。

10. 空间频率：空间周期即波长的倒数称为空间频率；f=1/λ11.空间角频率：k =±2πf ，在数值上等于空间频率的2π倍，所以也称为传播数，k 的符号表示一维波的传播方向，当k >0时，表示波沿着+z 的方向传播；当k <0时，表示波沿着-z 的方向传播。

12. 时间参量与空间参量的关系为：kt B E D 0 B t D J HA C s d tB l d EV A dv s d D 0A s d BA C ds t D J l d H (B H 1 ED E J 222t E E 222t B B 22221E E t22221H H t 1 13. 坡印廷矢量 S称为能流密度矢量或者称为坡印廷矢量，它的大小表示电磁波所传递的能流密度，它的方向代表能量流动的方向或电磁波传播的方向。

14. 电磁波强度(光强)的定义是：能流密度S在接收器可分辨的时间间隔(即响应时间)τ内的时间平均值。

1I S Sdt二、菲涅尔公式15. 折射和反射定律的内容是：时间频率ω是不变的；反射波和折射波均在入射面内；反射角等于入射角。

16. 折射定律：折射介质折射率与折射角正弦之积等于入射介质折射率与入射角正弦之积。

物理光学第3章习题解答


q2 f 0.0492 500mm 24.6mm
(3) 第一亮纹的强度
sin sin1.43 I I0 I 0 1.43 I 0 (0.213) 2 0.047 I 0
2 2
第二亮纹的强度
sin 2.46 2 I I0 (0.128) I 0 0.016 I 0 2.46
2 2
【解】
半径为a的圆孔在衍射场P点产生的振幅为
2 J (ka ) 2 2 J1 ( ka ) Eh E0 1 Ca ka ka
因为场中心振幅E0正比于圆孔的面积 a 2。圆孔中的圆屏 使P点的振幅减小
2 J (kb ) Es Cb 2 1 kb
再由条件(4),光栅的缝数N 至少应有
N
600nm 15000 m 2 0.02nm
所以光栅的总宽度W 至少为
W Nd 15000 2.4 103 mm 36mm
光栅形成的谱线应在 90 的范围内。当 90 时，
m d sin 2.4 103 mm 4 4 6 10 mm
(3) 为充分利用显微镜物镜的分辨本领，显微镜物镜应把最小分辨 距离 放大到眼睛的明视距离处能够分辨。
人眼在明视距离处的最小分辨距离为
1 e 250mm e 250 60 mm 0.072685mm 180
所以这台显微镜的放大率至少应为
M
e 0.072685 432 4 1.68 10
这时P点到圆孔的距离为
2 2 (1.3 mm ) r0 750mm j 4 563.3 106 mm
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m ax
m= λ / ∆λ
Dmax = λ2 / ∆λm为干涉条纹对比度 降为零时的干涉级
假设在光谱范围内各个波长的强度相等， 假设在光谱范围内各个波长的强度相等，元波数宽度在干涉场产生 的强度为
dI = 2I0dk(1+cos kD)
D sin∆k 2 cos(k D) I = 2I0∆k1+ 0 D ∆k 2
3.4 条纹的对比度：光源非单色性的影响 条纹的对比度：
时间相干性：同一光源在相干时间内不同时刻发出的光， 时间相干性：同一光源在相干时间内不同时刻发出的光，经过不同 的路径到达干涉场将能够发生干涉，这种相干性为时间相干性。 的路径到达干涉场将能够发生干涉，这种相干性为时间相干性。相 干时间取决于光谱宽度，即 干时间取决于光谱宽度，
相位无规则变化
1 T I = a + a + 2a1a2 ∫ cosδdT T 0
2 1 2 2
I = I1 + I2
相位恒定
I = I1 + I2 + 2 I1I2 cosδ
3.1 光波干涉及实现方法：光波分离方法 光波干涉及实现方法：
分波前法：光波通过并排的光个小孔。 分波前法：光波通过并排的光个小孔。 分振幅法：通过振幅分割产生两个反射光波或者两个透射光波。 分振幅法：通过振幅分割产生两个反射光波或者两个透射光波。
d sin θ = mλ , (m = 0, ±1, ± 2...)
For destructive interference, the path difference must be an odd multiple of half wavelengths:
∆l = dsin θ = (m- 1)λ (m = 0, ±1, ± 2...)
3.4 条纹的对比度
条纹对比度定义
IM − Im IM + Im K=1，条纹最清晰完全相干。 K=1，条纹最清晰完全相干。 K=0，条纹看不见完全非相干。 K=0，条纹看不见完全非相干。 一般情况在K=0~1，部分相干。 一般情况在K=0~1，部分相干。 影响条纹对比度的因素有三个：光源大小、光源非单色性、 影响条纹对比度的因素有三个：光源大小、光源非单色性、两相干 光波的振幅比。 光波的振幅比。 K=
条纹对比度随着光源大小的变化趋势是，光源越大条纹对比度越小。 条纹对比度随着光源大小的变化趋势是，光源越大条纹对比度越小。 推导过程：参看图3.19。 推导过程：参看图3.19。 距离中心光源为x的元光源，在观察点P 距离中心光源为x的元光源，在观察点P产生的光强为
2π dI = 2I0dx1+cos D′ λ
x r2 − r = d 1 D
Interference of waves from double slit
Each slit in the previous slide acts as a source of an outgoing wave. Notice that the two waves are coherent The amplitude of the light wave reaching the screen is the coherent sum of the wave coming from the two slits.
3.1 光波干涉及实现方法：相干条件 光波干涉及实现方法：
两叠加光波是来自同一个光源，即由同一个光波分离出来的。 两叠加光波是来自同一个光源，即由同一个光波分离出来的。 两叠加光波的位相差保持恒定。 两叠加光波的位相差保持恒定。 两叠加光波振动方向相同。 两叠加光波振动方向相同。 满足上述三个条件的光波称为相干光波，相应的光源称为相干光源。 满足上述三个条件的光波称为相干光波，相应的光源称为相干光源。
D = S2P− S1P+
λ
2
=
d λ x+ D 2
P
θ θ
Mirror
Interference With Virtual Sources: Lloyd’s Mirror
Hecht, Optics, Chapter 9.
3.3 分波前干涉的其它实验装置：比累对切透镜 分波前干涉的其它实验装置：
把凸透镜沿着直径方向切开，同时在垂直方向上拉开一段距离， 把凸透镜沿着直径方向切开，同时在垂直方向上拉开一段距离，光 源经两透镜所成的实像构成一对相干光源。 源经两透镜所成的实像构成一对相干光源。
x2
2
mλ d mλ − 2 2 2 在观察屏上看到的干涉条纹就是等光程面与屏幕的交线。 在观察屏上看到的干涉条纹就是等光程面与屏幕的交线。
2 2
−
y2 + z2
=1
Interference Conditions
For constructive interference, the path difference must be zero or an integral multiple of the wavelength:
Interference With Virtual Sources: Fresnel’s Double Mirror
Hecht, Optics, Chapter 9.
3.3 分波前干涉的其它实验装置：菲涅尔双棱镜 分波前干涉的其它实验装置：
利用棱镜对光束的偏转，形成一对相干光源。 利用棱镜对光束的偏转，形成一对相干光源。
Young’s Double-Slit Experiment Double-
Young’s Double Slit Interference
Hecht, Optics, Chapter 9.
3.2 杨氏干涉实验：等光程面与条纹形状 杨氏干涉实验：
公式（3.14）表明，等光程面就是一组回转双曲面族。 公式（3.14）表明，等光程面就是一组回转双曲面族。
b = λl d
dt = λl b = λ θ
λ A = dt = θ
2
如果光源为方形， 如果光源为方形，则它照明的相干面积为
2
3.4 条纹的对比度：光源非单色性的影响 条纹的对比度：
相干长度：对于具有一定光谱宽度的光源， 相干长度：对于具有一定光谱宽度的光源，能够产生干涉条纹的最 大光程差称为相干长度。 大光程差称为相干长度。 波长为λ 波长为λ+△λ的第m级条纹和波长为λ的第m＋1级条纹重合时的光 的第m级条纹和波长为λ的第m 程差 D = (m+1 λ = m(λ + ∆λ) )
物理光学
南京师范大学物理科学与技术学院
第三章 光的干涉和干涉仪
光的干涉现象是指两个或多个光波在某个区域叠加时， 光的干涉现象是指两个或多个光波在某个区域叠加时，在叠加区域 内出现的各点强度稳定的强弱分布现象。 内出现的各点强度稳定的强弱分布现象。 光的干涉现象、衍射现象和偏振现象是波动过程的基本特征，是物 光的干涉现象、衍射现象和偏振现象是波动过程的基本特征， 理光学研究的主要对象。 理光学研究的主要对象。
Interference With Virtual Sources: Fresnel’s Biprism
3.3 分波前干涉的其它实验装置：洛埃镜 分波前干涉的其它实验装置：
由一块平面反射镜构成，点光源与其虚像构成相干光源， 由一块平面反射镜构成，点光源与其虚像构成相干光源，一部分直 接到达屏幕，另外一部分经反射后到达屏幕。 接到达屏幕，另外一部分经反射后到达屏幕。 特殊点：两束光之间产生π 的相位平移，引起条纹亮暗反转。 特殊点：两束光之间产生π 的相位平移，引起条纹亮暗反转。 光程差表示为
CS2 −CS1 ≈ xd / l = xβ
πβ λ λ D′ = D+ xβ 第一项表示平均强度随着光源宽度增大而增强， 第一项表示平均强度随着光源宽度增大而增强，而第二项随着位相
2π dI = 2I0dx1+cos (D+ xβ) λ λ πbβ 2π I = 2I0b + 2I0 sin cos D
Young’s Double-Slit Experiment DoublePath difference geometry:
Young’s Double Slit Experiment, Diagram
The narrow slits, S1 and S2 act as sources of waves The waves emerging from the slits originate from the same wave front and therefore are always in phase
Constructive and Destructive Interference
Two waves (top and middle) arrive at the same point in space. The total wave amplitude is the sum of the two waves. The waves can add constructively or destructively
2
m is called the order number
3.3 分波前干涉的其它实验装置：菲涅尔双面镜 分波前干涉的其它实验装置：
菲涅尔双面镜由两块夹角很小的反射镜组成， 菲涅尔双面镜由两块夹角很小的反射镜组成，点光源发出的光波经 两个反射镜反射，两个虚像构成一对相干光源。 两个反射镜反射，两个虚像构成一对相干光源。 按照杨氏双缝干涉装置进行计算。 按照杨氏双缝干涉装置进行计算。
S′S2 −S′S1 ≈ S2Q ≈αd
d / 2 bc / 2 α≈ ≈ l2 l1 bc d 1 l = l1 +l2 ≈ + 2 2 α