【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 he Wave Nature of Light。 Interference ??? )( πc os4 20 ? rII?krI ???,4 02)12(,0 ????? krr???? ?2 ?3 ?4 ?5?2??3??4? 004II光 強(qiáng) 分 布 圖 0?dD2 ?dD4?dD2??dD4? xChapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 紫光 光強(qiáng)分布圖 04II0239。2 ?dd239。4 ?dd239。2 ?dd?239。4 ?dd?x波長(zhǎng)不同條紋間距不同 04II紅光 光強(qiáng)分布圖 0 139。2 ?dd 139。4 ?dd139。2 ?dd?139。4 ?dd? xChapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 3. optical path 光程 and optical path difference 光程差 真 空 1）若兩相干光波在真空中傳播 21 ?? ?S S2傳到 P點(diǎn)的光振動(dòng)的相位差： )2()2( 2211?????????rtrt ???????)c o s ( 111 ?? ?? tAa)c o s ( 222 ?? ?? tAa)(2 12?? rr ??r1 r2 P S1 S2 ??Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 介 質(zhì) 介 質(zhì) S1 S2 r1 r2 P 21 ?? ?1?2?)c o s ( 111 ?? ?? tAa )c o s ( 222 ?? ?? tAan1 n2 同一束光在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變而波長(zhǎng)不同。 2）若兩相干光波分別在介質(zhì) “ 1” 和介質(zhì) “ 2” 中傳播 以 表示光在真空中的波長(zhǎng)，以 表示光在介質(zhì)中的波長(zhǎng)；以 n表示介質(zhì)的折射率。 n??Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 由于 v ?nvcffnn???????所以有 fu 39。?? fc ??真空中的波長(zhǎng) 介質(zhì)的折射率 nn?? ?介質(zhì)中的波長(zhǎng) Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference )2()2(222111 ?????????rtrt ???????1122 22????rr??)(2 1122?? rnrn ??只要將幾何路程換為折 射率乘幾何路程即可！ )//(21122nrnr??? ??光程 =折射率 ?幾何路程 =nr 定義： S S2傳到 P點(diǎn)的光振動(dòng)的相位差： Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 光程的物理意義 ： 光程就是光在媒質(zhì)中通過(guò)的幾何路程 , 按波數(shù)相等折合到真空中的路程。 ??nrrn?折合的好處是可以統(tǒng)一地用光在真空中的波長(zhǎng) 來(lái)計(jì)算光的相位的變化。 ?或者說(shuō) 光程為一折合量，它是在傳播時(shí)間相同的條件下， 把光在媒質(zhì)中傳播的路程折合成在真空中傳播的路程 。 ?=n2r2n1r1 is called the optical path difference （ 光程差） Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 例： 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中 ， 用波長(zhǎng)為 nm 的激光照射一雙縫 ， 將一折射率為 n= 的透明的介質(zhì)薄片插入一條光路 ， 發(fā)現(xiàn)屏幕上中央明紋移動(dòng)了 ， 求介質(zhì)薄片的厚度 d 。 o’ D S1 S2 S d r1 r2 I o o d Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 解： 由于中央明紋移動(dòng)了 個(gè)條紋，則插入的介質(zhì)薄片所增加的光程差為 個(gè)波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)原屏幕中央 o 點(diǎn)兩條光線的光程差也為 ? 。 D S1 S2 a r1 r2 o d 在原屏幕中央 o點(diǎn)兩光線的光程差為： ?? ??)1( ??? dndnd ??1?? nd? 6?? 9???? ?Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 4. phase shift of ? 半波損失 p691692 21 nn ?反射光存在半波損失 21 nn ?反射光無(wú)半波損失 而 折射光都無(wú)半波損失 1n2nirA beam of light reflected by a material whose index of refraction is greater than the of the material in which it is traveling, changes phase by 180。 or 1/2 cycle. If the refractive index is less than that of the material in which the light is traveling, no phase change occurs. 光從光疏媒質(zhì)向光密媒質(zhì)入射時(shí) ， 反射光有半波損失 Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 306 interference in thin films（ 薄膜干涉 ） P691694 Transparent film（ 透明薄膜 ) S1 The colors we see when sunlight illuminates（ 照明 ） a soap bubble or an oil slick are caused by the interference of light waves reflected from the front and back surfaces of a thin transparent film. Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 薄膜的干涉現(xiàn)象： 水膜在白光下 白光下的肥皂膜 Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 1. A thin transparent film of uniform thickness （ 厚度均勻的薄膜） : For nearnormal incidence（ 垂直入射） 1n1n2ndn 22??未考慮半波損失時(shí) Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 考慮半波損失： 321 nnn ??321 nnn ??321 nnn ??321 nnn ??光程差不附加 2?光程差附加 2?1n3n2nChapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 由干涉的加強(qiáng)減弱條件 ??2)12(??m?m )2,1( ??m )2,1,0( ??m加強(qiáng) 減弱 Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 1n1n2nExample 307 p693 22 2??? dnΔ12 nn ?當(dāng) 時(shí) 2)12(??m?m )2,1( ??m )2,1,0( ??m加強(qiáng) 減弱 ??? 22 2 ?dnΔChapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 2212nd ???Minimum thickness 1?m24 nd ??2)12(??m?m )2,1( ??m )2,1,0( ??m加強(qiáng) 減弱 ??? 22 2 ?dnΔChapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 因此，在給定厚度處，反射光和入射光的波長(zhǎng)有關(guān)，因此油膜厚度決決定了反射光的顏色。水面上油膜厚度一般不會(huì)很均勻，太陽(yáng)光中又包含了各種波長(zhǎng)的光，所以在各處反射的光就會(huì)由于波長(zhǎng)不同而顯示彩色了。 對(duì)于肥皂膜，在太陽(yáng)光下顯示彩色的現(xiàn)象可以做相同分析，只是由于此時(shí)肥皂泡內(nèi)外都是空氣，其折射率都小于肥皂液體的折射率，因此，在計(jì)算從泡膜內(nèi)外表面反射的兩束光的相位差時(shí)，就需要在考慮路程差的基礎(chǔ)上再加上半波損失。 Chapter 30 The Wave Nature of Light。 Interference 解 ?kdnΔ ??1r 2 ?,2,1,2 1 ?? kkdn?nm1 1 0 42,1 1 ??? dnk ?nm552,2 1 ??? dnk ?nm36832,31 ??? dnk ? 例 一油輪漏出的油 (折射率 =)污染了某海域 , 在海水 ( =)表面形成一層薄薄的油污 . 如果太陽(yáng)正位于海域上空