超强高中物理竞赛讲义光干涉.pptx

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1、光波第1页/共57页可见光第2页/共57页常用单色光源第3页/共57页第一节coherent light optical path 19-119-1第4页/共57页光干涉的必要条件第5页/共57页相干光第6页/共57页光程第7页/共57页光程差与相位差第8页/共57页透镜无附加光程差第9页/共57页续上第10页/共57页分波面与分振幅第11页/共57页第二节19-219-2wavefront-splitting interference第12页/共57页杨氏双缝干涉19-219-2第13页/共57页条纹间距关系式第14页/共57页洛埃镜实验 紧靠镜端处总是产生暗纹,说明在镜端处反射光与入射光的

2、相位差为 ,相当于光程差 ,称为 半波损失。第15页/共57页双面镜实验第16页/共57页双棱镜实验第17页/共57页分波面法小结第18页/共57页第三节19-319-3amplitude-splitting interference第19页/共57页分振幅干涉第20页/共57页平行平面膜反射反射条件第21页/共57页总光程差公式第22页/共57页平行平面膜透射第23页/共57页透射附加光程差第24页/共57页等倾干涉条纹第25页/共57页平行膜例一算例第26页/共57页续上第27页/共57页防反(增透)膜第28页/共57页增反膜第29页/共57页多层增反膜例题第30页/共57页非平行膜等厚干

3、涉第31页/共57页劈尖干涉第32页/共57页垂直入射总光程差第33页/共57页劈尖等厚条纹第34页/共57页劈尖厚度变化第35页/共57页劈尖夹角变化第36页/共57页劈尖例一3.0mm充油()后测得2.1mm1.055(rad)1.43第37页/共57页劈尖例二920(nm)第38页/共57页牛顿环第39页/共57页牛顿环例题在牛顿环实验中589 nm4.00 mm6.00 mm暗环6.79 m第40页/共57页第四节1 9-41 9-4Michelson interferometer 第41页/共57页迈克耳孙干涉仪第42页/共57页等倾和等厚光路第43页/共57页吐级第44页/共57页

4、吞级第45页/共57页移级第46页/共57页随堂小议请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(1)2ne;一一折折射射率率为为 ,厚厚度度为为e e 的的平平面面平平行行膜膜被被一一折折射射率率为为 的的媒媒质质包包围围。有有一一单单色色平平行行光光垂垂直直于于薄薄膜膜的的上上表表面面入入射射,从从薄薄膜膜上上、下下表表面面反反射射的的两两束束光光发发生生干干涉涉,若若 ,且入射光在,且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ,则两反射光的程差为,则两反射光的程差为nnnnnl22nnel+(2);(3);(4)。结束选择结束选择第47页/共57页小议链接1请在放映

5、状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(1)2ne;一一折折射射率率为为 ,厚厚度度为为e e 的的平平面面平平行行膜膜被被一一折折射射率率为为 的的媒媒质质包包围围。有有一一单单色色平平行行光光垂垂直直于于薄薄膜膜的的上上表表面面入入射射,从从薄薄膜膜上上、下下表表面面反反射射的的两两束束光光发发生生干干涉涉,若若 ,且入射光在,且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ,则两反射光的程差为,则两反射光的程差为nnnnnl22nnel+(2);(3);(4)。结束选择结束选择第48页/共57页小议链接2请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案

6、(1)2ne;一一折折射射率率为为 ,厚厚度度为为e e 的的平平面面平平行行膜膜被被一一折折射射率率为为 的的媒媒质质包包围围。有有一一单单色色平平行行光光垂垂直直于于薄薄膜膜的的上上表表面面入入射射,从从薄薄膜膜上上、下下表表面面反反射射的的两两束束光光发发生生干干涉涉,若若 ,且入射光在,且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ,则两反射光的程差为,则两反射光的程差为nnnnnl22nnel+(2);(3);(4)。结束选择结束选择第49页/共57页小议链接3请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(1)2ne;一一折折射射率率为为 ,厚厚度度为为e e 的

7、的平平面面平平行行膜膜被被一一折折射射率率为为 的的媒媒质质包包围围。有有一一单单色色平平行行光光垂垂直直于于薄薄膜膜的的上上表表面面入入射射,从从薄薄膜膜上上、下下表表面面反反射射的的两两束束光光发发生生干干涉涉,若若 ,且入射光在,且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ,则两反射光的程差为,则两反射光的程差为nnnnnl22nnel+(2);(3);(4)。结束选择结束选择第50页/共57页小议链接4请在放映状态下点击你认为是对的答案请在放映状态下点击你认为是对的答案(1)2ne;一一折折射射率率为为 ,厚厚度度为为e e 的的平平面面平平行行膜膜被被一一折折射射率率为为 的的媒媒质质

8、包包围围。有有一一单单色色平平行行光光垂垂直直于于薄薄膜膜的的上上表表面面入入射射,从从薄薄膜膜上上、下下表表面面反反射射的的两两束束光光发发生生干干涉涉,若若 ,且入射光在,且入射光在 媒质中的波长为媒质中的波长为 ,则两反射光的程差为,则两反射光的程差为nnnnnl22nnel+(2);(3);(4)。结束选择结束选择第51页/共57页多 个 相 干 点 源 干 涉相邻两光线的光程差相应的相位差N 个初相相同的相干点光源第52页/共57页主 极 大 与 次 极 大相邻两光线在 P 点的相位差设各光线在 P 点的振幅大小均为用旋转矢量法求 N 个振动的合成振幅大小先粗略了解随 的变化概貌同向

9、叠加同向叠加(主极大)(主极大)自行封闭自行封闭同向叠加同向叠加(主极大)(主极大)(主极大)(主极大)同向叠加同向叠加自行自行封闭封闭自行自行封闭封闭同向叠加同向叠加(主极大)(主极大)(次极大)(次极大)位于相邻位于相邻两零值间两零值间第53页/共57页合 成 振 幅 公 式各旋转矢量的垂直平分线的公共交点与 的普遍关系相邻两光线的相位差当同向叠加。用罗彼塔法则得当旋矢自行封闭主极大 在两个相邻的主极大之间,存在 个 ,从而存在 个次极大(处于每两相邻零值位置的中间)。据此可应用 公式算出次极大的幅值,可以发现,当 N 增大时,次极大相对于主极大迅速变小。设相干点光源的强度相同,而且 已给定,随 N 的增大,屏幕上主极大处的条纹越清晰明亮,次极大处的条纹相对越来越暗,甚至不被察觉。第54页/共57页附 图 一012-2-1N=2N=3N=4N=10N 很大N 增大,主极大条纹变亮变窄,次极大数目变多而相对强度变小。第55页/共57页附 图 二N个相干线光源干涉条纹示意图N=2N=3N=4N=10N 很大第56页/共57页谢谢您的观看!第57页/共57页

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