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1、第十四章 光的干涉,chapter 14,interference of light,相干光的产生,非平行膜等厚干涉,14-2 劈尖干涉,劈尖角,一 劈 尖,劈尖干涉,q,P,传播光程差,劈尖干涉的总光程差,l,i,C,A,B,e,干涉条纹在膜面.,近似垂直入射,明纹,暗纹,平行平面膜反射,反射条件,d,2,e,+,2,l,0,l,2,l,+,k,1,k,(,),2,明纹,暗纹,棱处（e=0）为暗,棱处（e=0）为明,劈尖等厚条纹,劈尖干涉的等厚干涉条纹,劈尖夹角变化,l,2,q,2,e,l,k,2,劈尖厚度变化,2,e,l,k,l,2,q,2,l,劈尖例一,玻璃,玻璃,玻璃,玻璃,例1：在右
2、图所示的劈尖中，测得相邻明纹间隔L,求右 边小球直径 d。,解：由,倾角,厚度 d=Dtg,劈尖干涉的应用,3）检验光学元件表面的平整度,4）测细丝的直径,透射附加光程差,牛顿环实验装置,二 牛顿环,牛顿环,空气膜,暗纹,明纹,暗,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.,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 的液体中，条纹如何变？,讨论,暗环半径,1、相邻暗环间距,级次k增大时,减小,干涉条纹是一组以接触点为圆心的不等间距明暗相间的同心圆环,且内疏外密,2、膜为折
3、射率为 n的介质：,测量透镜的曲率半径,对定r,k增大.因此,条纹收缩,若白光入射，便可得到彩色条纹，在高级次出现重迭,例2：在牛顿环装置的平凸透镜和平板玻璃间充以某种透明液体，观测到第10个明环的直径由充液前的14.8cm变成充液后的12.7cm，求这种液体的折射率n。,暗环：,明环：,一般公式：（膜的折射率为n）,解1：由牛顿环半径公式k、R、一定，,解2：即 由（空气）（液体）可得,如果膜的折射率大于玻璃(这种情况不大可能)，结果有变化吗？,总结,1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹,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（变化
4、时）,4）半波损失需具体问题具体分析,平行平面膜反射,反射条件,透射附加光程差,相长,相消,增透膜与增反膜的由来,由于光从空气入射到玻璃片上大约有4%的光强被反射，而普通光学仪器常常包含有多个镜片，其反射损失经常要达到20%50%左右，使进入仪器的透射光强度大为减弱，同时杂散的反射光还会影响观测的清晰度。如果在透镜表面镀上一层透明薄膜就可以达到减小反射、增强透射（增强反射、减少透射）的目的。这种透明薄膜称为增透膜（增反膜）。,当光线垂直入射时,增透膜:两反射光相消干涉,反射光最弱.,增反膜:两反射光相长干涉，反射光最强.,三 平行膜,注意：,增透、增反只能增透、增反某特定波长的光，对于可见光范
5、围的光学仪器常选定对人眼最敏感的黄绿光550nm.例如照相机的镜头呈现出蓝紫色反光就是因为镜头上镀有氟化镁使反射光中消除了黄绿光的缘故。,增反膜,增透膜,例1：在玻璃镜片上镀氟化镁（n=1.38），要使波长为550nm的光反射最少，求镀膜的最小厚度d。,解：玻璃折射率n1.38,反射光最少 相消干涉,k=0 时对应最小厚度:,平行膜例一,空气,油膜,玻璃,1,5,.,0,1,.,4,1,.,算例,续上,14-3 迈克尔逊干涉仪,分振幅干涉,一、平行平面膜分振幅等倾干涉,等倾干涉条纹,中心高级次外面低级次,迈克耳孙干涉仪,分束玻片,补偿玻片,反射镜,反射镜,M,1,观察屏,入射光线,等倾和等厚光路,吐级,吞级,移级,迈克尔孙干涉仪的主要特性,移动反射镜,插入介质片后光程差,光程差变化,介质片厚度,光程差,两相干光束在空间完全分开，并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差.,多个相干点源干涉,N 个初相相同的相干点光源,附图一,附图二,
