fang第十五章 波动光学基础3VIP免费

Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityAipingFangAipingFangapfang@mail.xjtu.edu.cnapfang@mail.xjtu.edu.cn11/14/201211/14/2012UniversityphysicsAPFang•条纹分布：a/Dxxxkk1•波长变化的影响：分辨临界条件：211k)k(•光源移动对干涉条纹的影响：yLDx条纹移动与光源移动反向S1S2S1r2r1R2Ryx'ooLDP21,•光的单色性对条纹的影响：120I20I211k)k(121k/)2(IUniversityphysicsAPFang例2：用白光作光源观察杨氏双缝干涉。设缝间距为a，缝面与屏距离为D，试求，能观察到清晰可见光谱的级次。明纹条件为范围内在,nm760nm400~kDxa紫红)1(kk1.1400760400紫红紫k解：最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光重叠只能取一级四、光的空间相干性实验事实：S缝加宽干涉条纹的清晰度下降去掉S缝，直接用普通光源照射干涉条纹消失UniversityphysicsAPFangS1S2SoA2/bDBLABa由B射出的光通过21S,S到达o点产生的第一级暗纹满足2/12BSBSsinaLba2/bLa,aLb()bL对具有一定尺度的光源来说，它所发出的光波波阵面上，沿垂直于波线方向不是任意两处的光都能产生干涉，只有来自两点距离小于b/L的光才是相干的。空间相干性atgUniversityphysicsAPFang15-4光程与光程差r21S2SP1r2rnr若在时间t内，光波在介质中传播的路程为rct相应光波在真空中传播路程应为xut光程——是将光在媒质中通过的路程折算到同一时间内在真空中通过的相应路程。光程差相位差2•相位差与光程差的关系为1122rnrnx例：设12r]nx)xr[(x)n(121rr/cxunxUniversityphysicsAPFangOpticalPathiiirn…………1n2nin1r2rir对于光通过多种介质时例1：求两束相干光波的相位差1s2snn1r2rP122rnnd)dr(n例2：物象之间等光程性光程1ss光程2光程3光程1=光程2=光程3ssdUniversityphysicsAPFang1S2SC1r2rnb例3：一束平面单色光垂直入射杨氏双缝上，产生干涉，如图示。现在一条光路上加一薄介质片。已知：00II,bC时求：1b~IC的关系，minCI2实现的b取值。解：1光程差：b)n(L1L2在C点的合振幅cosAAAC202022220cosAb)n(cosA1202CCkAI]b)n([coskA14220]b)n([cosI120UniversityphysicsAPFang解：0120]b)n([cosIIC2121)k(b)n()n()k(b1212,,,,k3210minCCII思考题：在杨氏双缝的任一条缝前面加一个一定厚度的介质片，则屏幕上的干涉条纹将发生些什么变化？15-5薄膜干涉分振幅法d2n2r1r1n3nii当一束光射到透明薄层，光束在膜上、下表面发生多次反射和折射。分割振幅成多束光。它们频率相同，光矢量平行，相位差恒定，是相干光。——薄膜干涉UniversityphysicsAPFang•半波损失一、等倾干涉（薄膜厚度均匀）isinnne221222cosen22两条光线的光程差adn)bcab(n12sieaPE1n12nn1n12Lbcd222•透镜不产生附加光程差注意：,1,2,....kk明纹暗纹iisinetgisinacad,cosebcab2sinsin21nin面光源(21),0,1,....2kkUniversityphysicsAPFang讨论（1）凡以相同倾角入射的光，反射光束有相同的光程差，对应干涉中一条条纹，称等倾干涉，条纹称等倾条纹。LSPOMQ（2）干涉条纹特点:形状:一系列同心圆环，内疏外密。条纹级次分布:内纹级次比外纹级次高。膜厚变化时,条纹移动：厚度增大，圆纹从中心冒出，向外扩张，条纹间距变密。kisinnne2222122'PUniversityphysicsAPFang条纹变化与波长关系:kisinnne222212212212kenkknek222kkee122n)2/(2n冒出（湮没）一个圆纹，光程差改变一个波长，即薄膜厚度e改变（3）反射干涉与透射干涉互补——能量守恒关系（4）应用——增透膜，增反膜——薄膜光学薄膜干涉的一般情况是相当复杂的。其干涉的特征与光源的尺寸、膜的...