光1 光的干涉 (1) - 副本

N=4
N =10
N 很大
-2
-1
0
1
2
N 增大，主极大条纹变亮变窄，次极大数目变多而相对强度变小。
附图二
N=2 N=3 N=4 N =10
N 很大
N个相干线光源干涉条纹示意图
1.43
劈尖例二
920 (nm)
牛顿环
在牛顿环实验中
牛顿环例题
589 nm
暗环
4.00 mm
6.00 mm
6.79 m
迈克耳孙干涉仪
等倾和等厚光路
吐级
吞级
移级
N 个初相相同
的相干点光源
多个相干点源干涉
相邻两光线的光程差
相应的相位差
相邻两光线在 P 点的相位差
主极大与次极大
设各光线在 P 点的振幅大小均为 用旋转矢量法求 N 个振动的合成振幅大小
光的干涉
光波
可见光
常用单色光源
光干涉的必要条件
相干光
光程
光程差与相位差
透镜无附加光程差
续9
分波面与分振幅
杨氏双缝干涉
条纹间距关系式
洛埃镜实验
紧靠镜端处总是产生暗纹，说明在镜端处反射光与入射光
的相位差为 ，相当于光程差
，称为 半波损失。
双面镜实验
双棱镜实验
分波面法小结
分振幅干涉
存在
个
，从而
存在
个次极大（处于每
两相邻零值位置的中间）。据
此可应用 公式算出次极大
的幅值，可以发现，当 N 增大
时，次极大相对于主极大迅速
变小。
设相干点光源的强度相同， 而且 已给定，随 N 的增 大，屏幕上主极大处的条纹越 清晰明亮，次极大处的条纹相 对越来越暗，甚至不被察觉。

菲涅耳公式
A s1
A
ssiin nii1 ii2
s1
1
2
A p1
A
ttggii1
i 2
i
p1
1
2
A s2
A
2ssinii2ncioi1s
s1
1
2
A Ap2sini2sii2cncooiis1si
p1
1
2
1
2
1.6 分振幅薄膜干涉〔一）——等倾干 涉
常见的分振幅干涉现象
一. 单色点光源引起的干涉
4. 干涉现象是波动的特性
5. 相干叠加与不相干叠加
1) 相干光源
相干光源:能引起干涉现象的光源。
2) 振动方向相同、频率相同的简谐振动的叠加
E 1A 1co ts (1)
E 2A 2co ts (2)
E E 1 E 2 A cot s)(
A 2A 1 2A 2 22A 1A 2co s
迈克耳孙干涉仪的主要优点是它光路 的两臂分的很开，便于在光路中安置被测 量的样品.而且两束相干光的光程差可由 移动一个反射镜来改变，调节十分容易， 测量结果可以精确到与波长相比拟。所以 应用广泛。
它可用于精密测定样品长度和媒质折 射率，研究光谱的精密结构等。现在迈克
r 2 • 条纹特点：Ｍ`处为暗纹，干涉条纹仅在Ｍ`一侧 0
• （无损则应为亮纹）
五. 维纳驻波实验：
光从光疏至光密,垂直入射时,反射光相对 入射光也会产生 “半波损失” 。
• 入射光在光疏介质(n1小)中前进, 遇到光密 介质(n2大)时, 在掠射或正射时,在反射过程 中产生半波损失. n1>n2时不产生半波损失. 折射光不会产生半波损失.

实验基础：光的干涉、衍射、偏振现象
物理 光学
波动 光学
理论基础：麦克斯韦电磁场理论 模型： 电磁波 涉及范围：光的传播及其规律 实验基础：光电效应、康普顿效应
量子 光学
理论基础：量子论
模型： 光量子 涉及范围：光和物质的相互作用
几何光学 17世纪
波动光学 19世纪
量子光学 20世纪
光是电磁波
一、 电磁波的产生
6 .6 110 ~ 47 .5 110 4 460
3 .9 110 ~ 44 .8 110 4 430
§14-1 光相干性
一、 光源 光是电磁波,产生感光和生理作用的是电场强度. 光源的最基本发光单元是分子、原子。 发光机理
(1) 热辐射
自
(2) 电致发光 发
(3) 光致发光 辐
(4) 化学发光 射
1. 电磁波是交变电磁场在空间的传播
EE0cos(t
r) u
2. 电磁波是横波
HH0cos(t
y
r) u
E
3. 电场与磁场大小的关系 O
E H z H
4. 波速
介电系数 磁导率
EH//k
k
x
u 1 真空中
c 1 2.Biblioteka 979108ms100光具有波动性的判据
干涉现象 衍射现象
光是横波的判据 偏振现象
的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分 布的影响.
四 了解衍射对光学仪器分辨率的影响. 五 了解 X 射线的衍射现象和布拉格公式的物 理意义.
第三部分 光的偏振
一 理解自然光与偏振光的区别. 二 理解布儒斯特定律和马吕斯定律. 三 了解双折射现象. 四 了解线偏振光的获得方法和检验 方法.

430
可见光七彩颜色旳波长和频率范围
5
一. 光源
§22.2 光旳单色性和相干性
(1) 热辐射 (2) 电致发光 (3) 光致发光 (4) 化学发光
自 发 辐 射
(5) 同步辐射光源 受
(6) 激光光源
激
辐
射
自发辐射 E2 能级跃迁 E1
波列
E2 E1/ h
波列长 L = c
6
.
.
非相干(不同原子发旳光)
S2
r2 P n2
相位差与光程差关系:
2π
光在真空中旳波长 0
12
例：两种介质，折射率分别为 n 和 n’
S1 n’
S2
n
d
r2
两个光源发出旳光到达P点所经过旳光 程分别为：
P L1 nr1
L2 nr2 d nd
∴它们旳光程差为：
L2 L1 nr2 d nd nr1
由此引起旳相位差就是：
措施一： xd
kD
措施二： (x) d
D
20
二. 劳埃德镜(洛埃镜)
x
S·
·O
O
S ·
干涉旳实现:
接触处, 屏上O 点出现暗条纹
半波损失.
n1 n2 反射波有半波损失. 入射波 n1
n1 n2
无半波损失.
透射波没有半波损失
反射波
n2 透射波
21
讨论:
1）用一块平面
光栏
p
镜实现了光旳干
I 0
结论
k 1,2,3,
相干条件:(1) 频率相同； (2) 相位差恒定； (3) 光矢量振动方向平行.
10
§22.3 光程与光程差