物理光學(xué)-3光的干涉(2)(參考版)
2025-01-19 06:28本頁(yè)面
【正文】 。 半波損失 (1) 當(dāng)光從折射率 大 的光密介質(zhì)，入射于折射率 小 的光疏介質(zhì)時(shí)，反射光沒(méi)有半波損失。 由于半波損失的存在，洛埃鏡的明暗紋恰好與楊氏雙縫相反。 原因： 當(dāng)光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，反射光的相位發(fā)生了 π 突 變，或者反射光產(chǎn)生了 λ/2 附加的光程差，即 “ 半波損失 ” 。 ? ?21d l n ???三、洛埃鏡實(shí)驗(yàn) 1S2SK PMKP為一背面涂黑的玻璃片，從狹縫 S1射出的光，一部分直接射到屏幕 M上，另一部分經(jīng)過(guò)玻璃片反射后到達(dá)屏幕，反射光看成是由虛光源 S2發(fā)出的， S S2構(gòu)成一對(duì)相干光源，在屏幕上可以看到明、暗相間的干涉條紋 。WDd oxE E` M N s s1 s2 d L C ? ? 二、菲涅耳雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn) 屏幕上 O點(diǎn)在兩個(gè)虛光源連線的垂直平分線上。零級(jí)亮紋 (中央亮紋 )在 x=0處。 解 所求第 2級(jí)明紋彩色帶 (光譜 )的寬度實(shí)際上是 700nm的第 2級(jí)亮紋和 400nm的第 2級(jí)亮紋之間的距離?，F(xiàn)將一玻璃片插入光源發(fā)出的光束途中，則 P點(diǎn)變?yōu)橹醒肓翖l紋的位置，求玻璃片的厚度。 ?31 ?? e)n(1S2S1r2rh例 6 已知： S2 縫上覆蓋的介質(zhì)厚度為 h，折射率為 n，設(shè)入射光的波長(zhǎng)為 ?。 enrneer )1(11 ?????O1點(diǎn)是中央明紋，兩光路的光程差應(yīng)等于 0 ? ? 0)1(12 ?????? enrr enrr )1(12 ???例 5 在雙縫實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為 550nm，用一厚 e = 10－ 4cm的透明薄片蓋著 S1縫，結(jié)果中央明紋移到原來(lái)第三條明紋處，求透明薄片的折射率。假定 λ =480nm，且兩玻璃片厚度均為 t，求 t值。 由于零級(jí)明條紋所對(duì)應(yīng)的光程差為零，所以這時(shí)零級(jí)明條紋只有上移才能使光程差為零。d/D 代入數(shù)據(jù)，得 λ= 103 103/ = 107m =600nm 當(dāng)雙縫干涉裝置的一條狹縫 S1后面蓋上折射率為 n=的云母片時(shí)，觀察到屏幕上干涉條紋移動(dòng)了 9個(gè)條紋間距，已知波長(zhǎng) λ=550nm ，求云母片的厚度。 ??楊氏雙縫干涉的應(yīng)用 ? 測(cè)量波長(zhǎng) ? 測(cè)量薄膜的厚度和折射率 ? 長(zhǎng)度的測(cè)量微小改變量 例 求光波的波長(zhǎng) 在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫間距為 ，縫和屏相距，測(cè)得條紋間距為 ，求入射光的波長(zhǎng)。為入射光在介質(zhì)中的波長(zhǎng) 條紋間距為 Δx=Dλ/(nd)=Dλ39。 (2m+1)λ39。 m=0,1,2,… 暗條紋： r2r1=xd/D=177。 mλ/n=177。 mλ m=0,1,2,… 暗條紋： =n(r2r1)=177。e 若 S2后加透明介質(zhì)薄膜，干涉條紋下移。 （ 2）介質(zhì)對(duì)干涉條紋的影響 ① 在 S1后加透明介質(zhì)薄膜，干涉條紋如何變化？ 零級(jí)明紋上移至點(diǎn) P， 屏上所有干涉條紋同時(shí)向上平移。 dDe ??若用復(fù)色光源，則干涉條紋是彩色的。 ?當(dāng) D 增大時(shí)， e增大，條紋變稀疏。 ?當(dāng) d 減小時(shí)， e增大，條紋變稀疏。 m1λ 1=m2λ 2 ① 光源 S位置改變： ?S下移時(shí)，零級(jí)明紋上移，干涉條紋整體向上平移； ?S上移時(shí)，干涉條紋整體向下平移，條紋間距不變。 當(dāng) D、 λ 一定時(shí)， e與 d成反比， d越小，條紋分辨越清。 中央為零級(jí)明紋，上下對(duì)稱(chēng)，明暗相間，均勻排列。條紋間隔 ???? 1ee ,x 0 白條紋 白條紋 白光條紋 e ? ??條 紋 的 間 隔 ：二、兩個(gè)點(diǎn)源在空間形成的干涉場(chǎng) 22222212 )2()2( DydxDydxrr ?????????? ＝跡。 ?????
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