【正文】 注 : 等代表波列 波列長(zhǎng)度就是相干長(zhǎng)度 ?? ???? ??? McM?? ?光通過(guò)相干長(zhǎng)度所需時(shí)間 光波單色性愈好，相干長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，時(shí)間相干性愈好。 ? 譜線寬度： ? ? o I I0 I0 /2 ?? 譜線寬度 光的非單色性對(duì)干涉條紋的影響 時(shí)間相干性 二 . 非單色性對(duì)干涉條紋的影響 0 1 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 I x ? (??/2) ? + (??/2) 合成光強(qiáng) ()2( 1 ) ( )2MMkk???????? ? ????? ?Mk??? ?三 . 相干長(zhǎng)度與相干時(shí)間 兩列波能發(fā)生干涉的最大波程差 ???????2MM k ? ： 中心波長(zhǎng) S S1 S2 c1 c2 b1 b2 a1 a2 光場(chǎng)的空間相干性 0d當(dāng) 主 光 源 S 寬 度 一 定 時(shí) ， 決 定 了 兩 個(gè) 次 光 源 之 間 的 距 離 。（已知鈉光的波長(zhǎng)為 ? = nm） 解： ?? kdn ????? )1(2)1(2 ????nkd ?m101 5 )(2105 8 9 37 610 ?? ?????? 長(zhǎng)的玻璃管，其中一個(gè)抽成真空， 另一個(gè)則儲(chǔ)有壓強(qiáng)為 的空氣 , 用以測(cè)量空氣的折射率 . 設(shè)所用光波波長(zhǎng)為 546nm，實(shí)驗(yàn)時(shí)，向真空玻璃管中逐漸充入空氣 ，直至壓強(qiáng)達(dá)到 為止 . 在此過(guò)程中 ，觀察到，試求空氣的折射率 . 例 在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入 ?lPa100 1 5?nPa100 1 5?n解 ?)1(221 ???? lnΔΔ2 7??????? ?ln ?0 0 0 2 ?空間相干性的概念 光源寬度對(duì)干涉條紋對(duì)比度的影響 設(shè)光源寬度為 b R D I 非相干疊加 +1L 0N 0M 0L b/2 d /2 L M N S1 S2 x I 合成光強(qiáng) 0N ?x +1L 0M 0L 1N =Dλ /d 空間相干性（選講） 當(dāng) N光對(duì)應(yīng)的第 0級(jí)亮紋與 L 對(duì)應(yīng)的第 1級(jí)亮紋重合時(shí)， 條紋就亮成一片，干涉條紋 消失 把它視為許多平行于 雙縫的線光源組成 每一條線光源都會(huì)形 成一套自己的雙縫干 涉圖樣 N 0NL 1L0LM 0MM 0M當(dāng) N光對(duì)應(yīng)的第 0級(jí)亮紋與 L對(duì)應(yīng)的第 1級(jí)亮紋 重合 時(shí)，條紋就亮成一片，干涉條紋消失 設(shè)光源寬度為 b,討論當(dāng)干涉條紋剛好消失時(shí)的寬度 R 0N 0M D I 非相干疊加 +1L 0L b/2 d /2 L M N S1 S2 1r2rQC0 N 是 中 央 亮 紋 中 心 ：2 2 1 1( ) 0NS r NS r? ? ? ?1 L 是 第 一 級(jí) 亮 紋 中 心 ：2 2 1 1()L S r L S r ?? ? ? ?21N S L S?21L S N S?相減： 122 ( )N S N S ???2N Q N S?12QS ?? R b R d且12S S Q NC M ?? ? ? ? ?1222bdbQS d dRRRbd???? ? ? ???則 ：（ 極 限 寬 度 ）當(dāng) N光對(duì)應(yīng)的第 0級(jí)亮 紋與 L對(duì)應(yīng)的第 1級(jí)亮 紋重合時(shí)，條紋就亮 成一片，干涉條紋消失 從另一角度看， —— 相干間隔 0Rdb ??記Rdb??條紋剛消失時(shí)有： 即 才能看到干涉條紋。 光程差變化 tnΔΔ )1(239。2M1M干涉條紋移動(dòng)數(shù)目 邁克爾孫干涉儀的主要特性 兩相干光束在空間完全分開(kāi)，并可用移動(dòng)反射鏡或在光路中加入介質(zhì)片的方法改變兩光束的光程差 . 移動(dòng)距離 1Md?2?kd ???移動(dòng)反射鏡 ? 干涉條紋的移動(dòng) 當(dāng) 與 之間距離變大時(shí) ，圓形干涉條紋從中心一個(gè)個(gè)長(zhǎng)出 , 并向外擴(kuò)張 , 干涉條紋變密 。 只要入射角 i相同 ， 都將匯聚在同一個(gè)干涉環(huán)上 （ 非相干疊加 ） 導(dǎo)致干涉圖樣強(qiáng)度增加，明暗對(duì)比更加明顯。 2 1 S i 光束 2的光程差： H設(shè) 厚 度 增 加 ， 位 移 為 A22A H AHl n ln??? ? ? ?2aHb???B有 凸坑 牛頓環(huán) 牛頓環(huán)干涉圖樣 顯微鏡 S L Rr d M半透半反鏡 T 由一塊平板玻璃和一平凸透鏡組成 2222 2)( ddRdRRr ?????02 ???? ddR?RΔdRr )2(2 ????22??? dΔ光程差 ),2,1( ??kk? 明環(huán) ( 2 1 ) ( 0 , 1 , )2kk???暗環(huán) R r d ( 2 1)2kRr ???r kR ?? 暗環(huán)半徑 明環(huán)半徑 從反射光中觀測(cè)，中心點(diǎn)是暗點(diǎn)還是亮點(diǎn)？ 從透射光中觀測(cè)，中心點(diǎn)是暗點(diǎn)還是亮點(diǎn)？ 相 鄰 明 環(huán) 間 距 ：2 1()2kr R k ???211()2kr R k ?? ??221kkr r R ?? ??檢 驗(yàn) 平 凸 透 鏡 曲 率 半 徑 是 否 合 格受檢元件 R0 標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)件 R 受檢元件合格嵌合好，無(wú)牛頓環(huán) RR0,出現(xiàn)牛頓環(huán)，加壓，條紋向邊緣移動(dòng) RR0,出現(xiàn)牛頓環(huán)，加壓，條紋向中心移動(dòng) R k第 級(jí) 明 環(huán) 的 半 徑 為 ：( 2 1 ) 1 , 2 , 3 . . .2kR λrk ???r明 環(huán) 或 暗 環(huán) 間 距 隨 增 大 中 心 疏變 小 ， ， 邊 緣 密11kkkkRrrrr????? ?Rr 測(cè)量透鏡的曲率半徑 ?kRrk ?2 ?Rmkr mk )(2 ????mrrR kmk 22 ?? ?r2r kR ?? 暗環(huán)半徑 例 用氦氖激光器發(fā)出的波長(zhǎng)為 633nm的單色光做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)， 測(cè)得第個(gè) k 暗環(huán)的半徑為 , 第 k+5 暗環(huán)的半徑為 ， 求平凸透鏡的曲率半徑 R. 225225( m m ) ( m m )5 633 nm mkkrrR????????S L 1n2nh 例 如圖所示為測(cè)量油膜折射率的實(shí)驗(yàn)裝置 , 在平面玻璃片 G上放一油滴，并展開(kāi)成圓形油膜，在波長(zhǎng) 的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋 . 已知玻璃的折射率