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增反膜,增透膜,13.1 光是电磁波 13.2 光源 光波的叠加 13.3 获得相干光的方法 杨氏双缝实验,第13章 波动光学基础,13.4 光程与光程差 13.5 薄膜等厚干涉,13.6 惠更斯-菲涅耳原理 13.7 单缝的夫琅禾费衍射 13.8 衍射光栅及光栅光谱,13.9 线偏振光 自然光 13.10 偏振片的起偏和检偏 马吕斯定律 13.11 反射和折射产生的偏振 布儒斯特定律 13.12 双折射现象,光的干涉,1. 电磁波的能量,能流密度（坡印廷）矢量:,波的强度：,2. 光波的相干条件：,复 习,3. 杨氏双缝实验,波程差：,4. 半波损失,光从光疏介质（n1）射向光密介质（n2)时，反射光的相位较之入射光的相位跃变了 ， 相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程差.( n1 n2 ),13.4 光程与光程差,相位差,太复杂了吧？！,引入：两列完全相同的波分别在真空和折射率为n的介质中传播，经过相同的时间，当在介质中通过的路程为r时，在真空中通过的路程是多少？相位改变各为多少，它们之间有什么关系？（已知真空中波长为 ）,在真空中的路程为：,介质中的相位改变：,真空中的相位改变：,13.4 光程与光程差 chsling,光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 =,光程是一个折合量，在传播时间相同或相位改变相同的条件下，把光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。,13.4.1 光程,13.4 光程与光程差 chsling,用光程差的计算代替相位差的计算,光程差：,例 S2和S1的初相差为 ,波长 的两列波在真空中通过如图所示的路径到达点P,求到达P点时的相位差 。 （n1.5，x0.100m ）,解 光程差为：,相位差为：,13.4 光程与光程差 chsling,例 用折射率n1.58的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来零级亮条纹的位置上，如果入射光波长为550nm，试问此云母片的厚度是多少？,解：设云母片厚度为d.,无云母片时，中央明纹光程差：,加上云母片后，原中央明纹处光程差：,前后光程差的变化：,预备知识：透镜知识,13.5 薄膜等厚干涉,薄膜：透明介质形成的厚度很薄的一层介质膜.,光线1、2的光程差：,半波损失,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,减 弱,干涉加强、减弱的条件：,说 明：,1. 当入射光i相同时，干涉图样中同一干涉条纹对应于薄膜上厚度相同点的连线，为等厚干涉。,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,当 时,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,透射光的光程差,透射光的干涉：,D,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,绿色,解 (1),13.5 薄膜等厚干涉 chsling,红光,紫光,(2) 如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油层呈什么颜色?,透射光的光程差：,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,a. 劈 尖,明纹,暗纹,13.5.2 典型的等厚干涉,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,1）厚度 d 相同地方光程差相同，对应同一条纹；,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,4）条纹间距（明纹或暗纹）,3）相邻明纹（暗纹）间的厚度差,干涉条纹为平行于棱边的明暗相间的等间距直条纹。,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,若空气劈的上表面向上平移，向右移动， 增大，干涉条纹如何变化（平移或疏密变化）？,答：向上：条纹间距a不变，条纹向左平移； 向右：a不变，条纹向右平移； 增大：条纹变密，且等厚度的位置向左移动, 所以干涉条纹向左方密集。,5）,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,干涉条纹的移动,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,劈尖干涉的应用,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,3）检验光学元件表面的平整度,4）测细丝的直径,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,例 有一玻璃劈尖，放在空气中，劈尖夹角 用波长 的单色光垂直入射时，测得干涉条纹的宽度a2.4mm，求这玻璃的折射率。,解：由于,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,b. 牛顿环,由一块平板玻璃和一平凸透镜组成,光程差,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,牛顿环实验装置,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,暗纹,光程差,光程差,明、暗环半径：,1）从反射光观察，中心点是暗点还是亮点，从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ ？,2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？,3）将牛顿环置于 的液体中，条纹如何变？,4）牛顿环干涉装置的平凸透向上平移时，从入射光方向观察到干涉环纹如何变化？,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,答： 1）反射光中牛顿环中心为暗斑(实验中有时得到明斑，为什么）；透射光中心为明斑； 2） ，r越大，牛顿环越来越密； 3）置于液体中时，条纹会变密，同一厚度的条纹向中心移动。 4）环纹向中心收缩， 且条纹宽窄不变。,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,测量透镜的曲率半径,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,例 用波长为589.3nm的单色光做牛顿环实验，测得第个 k 暗环的直径为6.220mm , 第 k+5 暗环的直径为8.188mm，求平凸透镜的曲率半径R.,解：,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,总结,1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距;,3）条纹的动态变化分析（ 变化时）,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,4 ）半波损失需具体问题具体分析,13.5 薄膜等厚干涉 chsling,光 程: 媒质折射率与光的几何路程之积 =,光程差：,相位差:,（ 为真空中对应频率的波长）,一、 光程与光程差,二、薄膜等厚干涉,1. 劈尖,明纹,暗纹,明、暗条纹条件,2. 牛顿环,光程差,暗纹,明、暗条纹条件,作业：13.613.10,拓展 思考,1.全息照相的原理及应用；,2.了解汽车防爆膜。,
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