第节光的电磁理论知识课件.ppt

光的干涉第1.1节光的电磁理论3.可见光的波长范围和频率范围。（真空中）实验证明：对人眼视觉和感光仪器起作用的主要是光的振动部分，所以，一般用电振动矢量来代表光的振动。1.

（1）瞬时光强Ⅰp=A2但我们关心的是在观察时间内的平均光强，τ为观察时间或称响应时间
（2）平均光强

(3)非相干迭加：当位相差随时间变化时，在观察时间内取遍-1~+1之间的所有值，平均值为零。

∴Ⅰp=Ⅰ1+Ⅰ2普通光源的非相干迭加。
（4）相干迭加：当位相差=恒量，不随时间变化。

∴干涉项不为零，光强的大小取决于相位差

3.干涉的定义：在多个波迭加的区域内，有些地方振动始终加强，而有些地方的振动始终减弱（与时间无关），这一强度按空间周期性变化的现象称为干涉。这种不均匀分布的图样称干涉条纹。

4.相干条件5.光强极大和极小的条件光强随相位差的分布曲线6.光程差和相位差用光程差表示光强极大极小：光在真空中的波长球面波球面波二、杨氏双缝干涉(1801年)1P点的坐标（距O点很近）：——色散表示P点的强度如何随角变化（即：随位相变化）----I1、I2为两相干光单独在P点处的光强（4）杨氏实验的另一形式例1：已知杨氏实验中：=0.55m，d=3.3mm，D=3m。
求：（1）条纹间距x。（2）置厚度l=0.01mm的平行平面玻璃于S2之前，计算条纹移动距离及方向。另解：思路扩展：介绍全息概念三、杨氏实验的变形明暗条纹的位置：4.菲涅耳双面镜实验第1.4节干涉条纹的可见度及光波的时空间相干性当二、光源的非单色性对干涉条纹的影响光波的时间相干性重叠处的光强为每种波长光的相干条纹的非相干叠加最大光程差为三、光源宽度对干涉条纹的影响第1.5节菲涅耳公式及半波损失的定性解释式中各量的物理意义：以入射面为基础，光矢量分为平行分量P，垂直分量S，S、P和传向构成右手关系，图中规定了正方向，若结果为负时，则和规定的正方向相反。一、等倾干涉注意：(1)倾角i相同的光线对应
同一条干涉圆环条纹(1)倾角i相同的光线对应同一条干涉圆环条纹（1）透射光也有干涉现象，反射光干涉图样
条纹可见度高，清晰[例1]在白光下，观察一层折射率为1.30的薄油膜，若观察方向与油膜表面法线成300角时，可看到油膜呈蓝色(波长为4800A),试求油膜的最小厚度，如果从法向观察，反射光呈什么颜色?k=1时有从法向观察，i=0:例2.折射率n=1.50的玻璃表面涂一层MgF2(n=1.38),为使它在5500Å波长处产生极小反射，这层膜应多厚？应用2——多层膜（增加反射）使某些颜色的光反射本领高达99%，而使透射减弱。夹角很小的两个平面所构成的薄膜干涉条纹的分布特征：明（暗）纹间距l:明暗条件：干涉条纹特征：煤师院物理系从守民平凸透镜向上平移时，中心处有圆环吞入；反之则有圆环冒出等厚干涉的应用之二[例3]为测定Si上的SiO2厚度d，可用化学方法将SiO2膜的一部分腐蚀成劈尖形。现用λ=5893A的光垂直入射,观察到7条明纹,，问d=?(已知Si:n1=3.42，SiO2:n=1.50).因棱边处对应于k=0，故d处明纹对应于k=6[例4]利用劈尖干涉可对工件表面微小缺陷进行检验。当波长为的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图。问(1)不平处是凸的，还是凹的?(2)凹凸不平的高度为多少?解：(1)等厚干涉，同一条纹上各点对应的空气层厚度相等半透膜半透膜煤师院物理系从守民煤师院物理系从守民用迈克尔逊干涉仪研究相干长度第1.8节多光束的干涉——法布里玻罗干涉仪相邻两光束的光程差和相位差（第一面的出射角为i2）N束振幅为A0的、相邻光束的相位差为的多光束的相干叠加主极大
光强分布曲线次极大N束相邻主极大之间有N-1个最小
最小N-2个次最小
3.条纹规律讨论:
(1)焦平面上是里疏外密的，亮纹很细锐的同心圆.
(2)级次里高外低.
(3)如λ1，λ2同时入射两套条纹能分开→光谱的精细节构。
如钠双线λ1=5890A0，λ2=5896A0。迈氏仪中分不开。
法一玻仪中能分开：
说明：当h可变时称法一波干涉仪；
当h不可变时称法一波标准具
应用：精确测波长，比较长度，研究谱线精细结构，在激光器中谐振腔中应用第一章小结
一、干涉现象是波动性的特征之一
二、相干条件及合光强（迭加原理）杨氏双缝，变形
分波面法半波损失
三.相干光的获得及条纹规律平行膜·等倾
分振幅法等厚·牛顿圈
多光束干涉
干涉仪