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大学基础物理学答案(习岗)第9章

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第九章 波动光学 1 1 8 第九章 波动光学 本章提要 1 . 几个基本概念 ● 相干条件:参与叠加的两束光满足振动方向相同、频率相同、相位差恒定的条件称相干条件。只有满足相干条件的光叠加时才能产生干涉现象。 ● 分波前法和分振幅法:利用普通光源获得相干光的方法有分波前法和分振幅法。分波前法是在同一波前上通过波前的分割获得相干光,分振幅法是通过对同一束光进行振幅(光强)的分割获得相干光的。 ● 光程:光走过的几何路程与路程上的介质折射率的乘积称为光程。 2 . 分波前法干涉 ● 杨氏双缝干涉是利用分波前法产生干涉现象的,它是光具有波动性的经典实验,具有十分重要的意义。 ● 杨氏双缝干涉实验的基本原理是:波长为 的自然光源通过一个狭缝后形成狭缝光源,由狭缝光源发出的光通过间距为 d 的双缝后形成两束相干光,这两束相干光在屏上相遇就会形成等间距的干涉条纹。条纹间距为 Dxd   其中,D 为双缝与光屏的距离。 ● 洛埃镜实验也是分波前法干涉实验,其重要意义在于显示了光的半波损失现象。即光在光疏媒质和光密媒质截面反射时,光要多走或少走2的光程。 3 . 分振幅法干涉 分振幅法干涉的典型例子是薄膜干涉,其又可分等厚干涉和等倾干涉两种。 (1 )等厚条纹 当光线垂直入射在膜表面时,在薄膜表面等厚处 形成相同的干涉条纹的现象称等厚干涉。当膜两侧 都 是空 气 时,定位于膜上表面的明 纹满足 0022kne ,3,2,1k 对暗 纹满足 2)12(2200kne 0 ,1 ,2 ,3 ,k  其中,n 为膜的折射率,e 为膜的厚度 。 等厚干涉的应 用有: 第九章 波动光学 119 ● 利用劈尖干涉测量微小角度、微小长度、检验工件的平整度等。 ● 制备增加透射或反射的增透膜或增反膜。 ● 利用牛顿环测量透镜曲率半径或光的波长。 (2) 等倾条纹 以相同倾角 i 入射到厚度均匀的平面膜上的光线,经膜上、下表面反射后产生的相干光束有相等的光程差,这样形成的干涉条纹称为等倾干涉。等倾干涉条 纹是同心圆形条纹。等倾干涉的一个重要的应用是迈克耳孙干涉仪。 4 . 光的衍射现象及其分类 ● 光偏离直线传播,并且在光屏上形成光强度不均匀分布的现象称光的衍 射。 ● 光的衍射现象可分为菲涅耳衍射(或近场衍射)和夫琅禾费衍射(或远场衍射。 ● 衍射现象可以通过惠更斯-菲涅耳原理来定性解释,其表述为:波前上的各点可以看...

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