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1、一、光的相干叠加理论,式中为两相干光束在场点的相位差,讨论:1、=2k,k=0,1,2,I=Imax,干涉极大;2、=(2k1),k=0,1,2,I=Imin,干涉极小;3、II1+I2,多出项为干涉项,随空间位置(d2-d1)而变,与时间无关。相干叠加,光强公式:,二、杨氏干涉装置,时,光强取得极大值I=4I0,K为明条纹干涉级次。,形成明条纹。,2讨论(令I1=I2):,明条纹位置:,、D、d 变化时,零级条纹中心的位置不变。,即,时,光强取得极小值I=0,形成暗条纹。,K为暗条纹干涉级次。,暗条纹位置:,屏幕上相邻两个明条纹(或暗条纹)中心之间线距离,称为条纹间距:,3):条纹间距,可见
2、,屏幕上的条纹间距与波长成正比,与 D成正比,与双缝间距 d 成反比。,三、等倾干涉,具有相同倾角的光线,会聚在无穷远处(或焦平面上)的同一条干涉条纹上,条纹的形状为具有相同倾角的点的轨迹,光程差公式:,当光线垂直入射时,当 时,当 时,强调:半波损失的判断,(一)劈 尖,四、等厚干涉,3)条纹间距b(明纹或暗纹),2)相邻明纹(暗纹)间的厚度差,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,五、牛顿环,由一块平板玻璃和一平凸透镜组成,光程差,测量透镜的曲率半径,屏幕中心满足,两边微分,d 每减少/2:,视场中心内陷一个条纹,视场内条纹向中心收缩,条纹变稀疏,d 每增加/2:
3、,视场中心外冒一个条纹,视场内条纹向外扩张,条纹略变稠密,六、迈克耳孙干涉仪,透射光光强分布:,七、法布里珀罗干涉仪,习题1.如图所示,S1和S2为空气中两个同相的相干点光源。S1P=S2P。相干光束1和2分别穿过折射率为n1和n2、厚度为t的透明薄片,两光束在P点的光程差是多少?,习题2.求杨氏实验中下列情况下零级明纹的位置。设双缝间距为d,缝距屏为D:(1)波长为的单色平面波以倾角(入射线与缝法线间夹角)入射到双缝上;(2)从点光源到两缝S1、S2的距离分别为R1、R2(R1R2);(3)在下缝后放一折射率为n、厚度为l的透明介质薄片。,习题3.一块玻璃片上滴一油滴,当油滴展开成油膜时,在
4、单色光(=600.0nm)正入射下,从反射光中观察油膜所形成的干涉条纹。油折射率n1=1.20,玻璃折射率n2=1.50,试问:(1)油滴外围(最薄的)区域对应于亮区还是暗区?(2)如总共可看到5个明纹,且中心为明纹,问中心点油膜厚h为多少?(3)油膜继续展开,条纹将怎样变化?,解:(1)因油膜上下两表面的反射光均有半波损失,故反射光的光程差=2n1e。油滴外围区e-0,-0,所以是亮区。(2)因由中心点到边缘共有4个条纹间距,所以:(3)油膜继续展开,条纹将向中心收缩,条纹数目减少,且条纹间距变大。当最大膜厚e/2n1时,整个油膜将成为一片亮区。,习题4.双缝干涉实验装置如图所示,双缝与屏之间的距离D=120cm,两缝之间的距离d=0.50mm,用小长=500nm的单色光垂直照射双缝。(1)求原点O上方的第五级明条纹的坐标x。(2)如呆用厚度e=1.010-2mm,折射率n=1.58的透明薄膜复盖在图中的S1缝后面,求上述第五级明条纹的坐标x。,习题5.在折射率n=1.50的玻璃上,镀上n=1.35的秀明介质薄膜。入射光波垂直于介质膜表面照射,观察反射光的干涉,发现对1=600nm的光波干涉相消,对2=700nm的光波干涉相长。且在600nm到700nm之间没有别的波长是最大限度相消或相长的情形。求所镀介质膜的厚度。,作业:,