双面镜、双棱镜、劳埃德镜实验.ppt

物理科学与信息工程学院,1,一、菲涅耳双面镜和双棱镜实验,杨氏实验装置中的小孔或狭缝都很小，他们的边缘往往对实验产生影响(衍射)，而使问题复杂化。继杨氏实验之后，菲涅耳又做了两个新的实验。装置更为简单，分别称为菲涅耳双面镜和菲涅尔双棱镜实验。,5.4 分波面双光束干涉,第五章 光的干涉 （Interference of light）,2,物理科学与信息工程学院,1. 菲涅耳双面镜实验,3,物理科学与信息工程学院,条纹间距为:,若以激光器作为光源，由于近于平行光，即相当于S位于无穷远，r。则条纹间距为：,4,物理科学与信息工程学院,若用两相干光束间的夹角表示，上式可写成：,对于He-Ne激光，当时 即每毫米内有210条亮纹或暗纹。,利用这种装置可制备全息光栅。改变两平面镜的交角，即改变两平行光束间的夹角,则可拍摄每毫米内条纹束不同的全息光栅。拍摄时将超微粒感光板至于干涉条纹的屏幕处时感光板感光，经显影和定影后，底板就可作为光栅。（正弦光栅）,5,物理科学与信息工程学院,2. 菲涅耳双棱镜,菲涅尔双棱镜干涉实验装置如图，双棱镜的棱角又很小，一般小于1。,A,B,屏幕,6,物理科学与信息工程学院,像S1 、S2 相当于杨氏干涉中双孔，L1+L2=r0 ，由 S 发出的光束经双棱镜分为两部分，这两部分光束交叠区就是干涉区。,设从发出的光，经双棱镜的上(或下)半部分折射后光线的偏向角为,当顶角很小时,可以证明偏向角(n1) ,则S1-S2相对于双棱镜交棱的夹角为2，则S1与S2之间距为：,屏幕上条纹间距为,7,物理科学与信息工程学院,B,A,二、劳埃德（洛埃）镜实验,条纹间距为,1834年，H. Lloyd,8,劳埃德镜实验有一个特点，当观察屏与平不反射玻璃的一端接触时，接触点处是一个暗条纹。但是，对点S和S到O的距离相等。,这一变化必然是在反射过程中发生的。因此光在充满均匀物质或真空中前进时，不可中途无辜发生这种变化。反射仅在玻璃上表面发生。,因此，O处的光强应该为最大值（明条纹），而且根据光程差的计算，应出现强度最大值（明条纹）的地方，实际观察到的都是暗条纹（最小值）。而应该出现最小值的地方实际观察到的却是亮条纹。,9,因此光波的振动必然在这里突然改变了相位，这可以认为是反射光的光程在介质表面反射时损失了半个波长。这种现象称为半波损失。,即光在介质表面上反射时，入射角接近900（大角掠射）将产生半波损失。,则P点的光程差为,杨氏干涉条纹是对称的分布在的上面一侧出现。,物理科学与信息工程学院,本节结束,10,物理科学与信息工程学院,劳埃德镜实验有一个特点，当观察屏与平不反射玻璃的一端接触时，接触点处是一个暗条纹。但是，对点S和S到O的距离相等。,这一变化必然是在反射过程中发生的。因此光在充满均匀物质或真空中前进时，不可中途无辜发生这种变化。反射仅在玻璃上表面发生。,因此，O处的光强应该为最大值（明条纹），而且根据光程差的计算，应出现强度最大值（明条纹）的地方，实际观察到的都是暗条纹（最小值）。而应该出现最小值的地方实际观察到的却是亮条纹。,