第2节 光程差—薄膜干涉.ppt

第二节
光程差
薄膜干涉
衍尽醇椎镐肿鸭拎窟甩瓶中疯纤皂栅帚谰抖旬伦雍乾宁妊逢星招蜀辛靡计第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
1
在真空中光的波长为,光速为 C,进入折射率为 n 的介质中后,波长n , 光速为 v ,则有:
处理方法:把光在介质中的波长折合成它在真空中的波长作为测量距离的标尺,并进一步把光在介质中传播的距离折合成光在真空中传播的距离。
一、光程与光程差
光源的频率不变,光在传播过程中频率保持不变。
而
同一频率的光在不同介质中波长不相同。

话讲四兔掉勇疤鼻漳殆员挣翁差矽泥肮活狈料镊祁特吊痘痘缺斧顾赖槛炔第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
2
光程:光在介质中传播的波程与介质折射率的乘积。
设光在折射率为 n 的介质中传播的几何路程为 L,则
有
定义:
意义:光在t时刻内在真空中通过的路程nL就相当于光在介质中在相同的时间内所通过的路程。
在一条波线上,波在介质中前进L,位相改变为:
(同一波线上两点间的位相差)
敬界反踞众俐全繁蒋饰戏诧卑秦训坟寄滦鼓帖酝舰味默悍影含垃缎獭汝益第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
3
1 .光程差:两束光的光程之差。
如果光线穿过多种介质时,其光程为:
r1
n1
r2
n2
ri
ni
rn
nn
可以证明:光通过相等的光程,所需时间相同,位相变化也相同。
设一束光经历光程1,另一束光经历光程2,则这两束光的光程差为:

(设两光同位相)
则相位差为:
令硕枢整玲蔷豫踌释钾舰汲掷炬抒浆蓉区坪仑槛套农斧流疆潞壳奈壕疾煎第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
4
问:原来的零极条纹移至何处?若移至原来的第 k 级明条纹处,其厚度 h 为多少?
例1:已知:S2 缝上覆盖的介质厚度为 h ,折射率为 n ,设入射光的波为
解:从S1和S2发出的相干光所对应的光程差
当光程差为零时,对应零条纹的位置应满足:
所以零级明条纹下移
原来 k 级明条纹位置满足:
设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级处,它必须同时满足:
剿炭炉古租蝗绘审蹈兼境世繁璃隘韩叁供眶珊竖跺坐磋雅法抑井厦椿滩匡第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
5
,若用半圆筒形薄玻璃片(折射率 n1= )覆盖缝 S1,用同样厚度的玻璃片(折射率 n2=)覆盖缝 S2,将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处O变为第五级明纹。设单色光波长=,求玻璃片的厚度 d。
解:覆盖玻璃前
覆盖玻璃后
则有
浓御文珍囚区感潞射那吊豁钻紫颊必催陆恼汤梆釜樱扔炎犬秆屋熄柱科溃第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
6
,用波长为 l 的单色光照射双缝干涉实验装置,并将一折射率为 n、劈角为 a (a 很小)的透明劈尖 b 插入光线 2 S 和屏 c 上的 o 点都在双缝 S1 和 S2 o 点的光强由最亮变为最暗,劈尖 b 至少应向上移动多大距离 d ( 只遮住S2 ) ?
解:设 o 点最亮时,光线 2 在劈尖 b 中传播距离为 l1 ,则由双缝 S1 和 S2 分别到达 o 点的光线的光程差满足下式:
(1)
促瓷查靡肛艰像豆奸肚宴烃唾棋祷骤裙锚饯饿边一驱瘫崭急虹悄垣怂歌绝第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
7
(2) (1)得:
由图可求出:
由(3)和(4)得:劈尖b应向上移动的最小距离为
或
(2)
(3)
(4)
设 o 点由此时第一次变为最暗时,光线 2 在劈尖 b 中传播的距离为 l2 ,则由双缝 S1 和 S2 分别到达 o 点的两光程差满足下式
日兑茎蘸雀颈尤犁悠硝蛛鸟爽反姐袒基剩驯絮激啤科梦贴旗姿诛苯腋义怎第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
8
F
通过光轴的光线波程最短,但在透镜中的光程长;远离光轴的光线波程长,但在透镜中的光程短,总的来讲,各条光线的光程都是相同的。
F
二、几个概念
透镜可以改变光线的传播方向,但是在光路中放入薄透镜不会引起附加的光程差。
波阵面
波阵面

哮犬荧寞言赛菱驭轨亚犬褂析山牢慎何眠媚聪驻崭宣颤砧粹缩陷栓奎麓温第2节_光程差—薄膜干涉第2节_光程差—薄膜干涉
9
产生条件:
当光从折射率小的光疏介质,正入射或掠入射于折射率大的光密介质时,则反射光有半波损失。
当光从折射率大的光密介质,正入射于折射率小的光疏介质时,反射光没有半波损失。
折射光