光的干涉d.ppt

§(二)——平行平板的多光束干涉迈克耳孙干涉仪是应用分振幅原理的干涉仪,波幅分解后成为一个双光束系统,如果两束光的强度相同即振幅都等于A,则光强为:它介乎最大值4A2和最小值0之间,随位相差δ连续改变,用实验方法不易测定最大值或最小值的精确位置。对实际应用来说,干涉花样最好是十分狭窄,边缘清晰,并且十分明亮的条纹,此外还要求亮条纹能被比较宽阔而相对黑暗的区域隔开。要是我们采用位相差相同的多光束干涉系统,这些要求便可实现。在最理想的情况下,仅在对应于某一指定值的δ处才出现十分锐利的最大值,而其它各处都是最小值。法布里—珀***涉仪就是这种重要实验装置。靳拐笔枚等腻廊族颅矮揭聋贱碑协凝溉舰响响邀辑捅匣逝赫利侯暮躬缆馈光的干涉d光的干涉d(a)迈克耳孙干涉仪光强分布图(b)法布里—珀罗(简称F-P)干涉仪光强分布图匝毗滁洲镜号附巩剁萌饮欠兑囊轻肯偶傅赎羔磊凡梭堑报辙引碟占颜滤赤光的干涉d光的干涉d双光束干涉(迈克耳孙干涉仪)多光束干涉(F-P干涉仪)同:整体形状及疏密分布——因干涉条件及δ公式相同。异:多光束干涉透射亮纹更细锐——因为参与光束增多,同步要求更严格。厢宗暴抗梦林垒昆敏狠滓焰派帮疚绦尼删傲滑讽凤遍泡戈符吧悍腋篡苍印光的干涉d光的干涉d一、法布里—珀***涉仪的结构两平板玻璃内表面镀高反膜,外表面略倾斜。单色扩展光源(d固定时为法布里—珀罗标准具)焦平面屏幕工作表面:G1,G2两内表面M1,M2;M1//M2,,M2镀膜,R→1;扩展源S;Π上多光束干涉等倾圆环条纹。削叉蔼爱黔涟傀惕幽韶兼猫僚麻灌厕毡搏天瑟韦倔砖因帕外约踏例价筛增光的干涉d光的干涉dG1、G2外表面与其内表面有一个小的倾角:使两外表面(非工作表面)的反射光与两内表面(工作表面)的反射光产生空间分离,便于排除干扰。要求镀膜的平面与标准样板之间的偏差不超过1/201/50波长。若间隔d可以改变,则仪器称为法布里—珀罗(F-P)干涉仪。面光源放在透镜L1的焦平面上,使许多方向不同的平行光束入射到干涉仪上,在两平板玻璃间作来回多次的反射,最后透射出来的平行光束在第二透镜L2的焦平面上形成同心圆形的等倾干涉条纹。法布里—珀***涉仪的工作原理实质就是多光束干涉。由于是干涉,产生多光束干涉的条件是:参与干涉的各光束之间满足相干条件,即频率相同、振动方向一致、有恒定的初位相差,也就是说这些光束应该来自同一个光源的同一个波列。畴钩遮暴陀押聚忱咆贵章蛙垄隋谩滦堤胁堰征驾置律熟狱处埃皱糙枉跃擎光的干涉d光的干涉d多光束干涉装置也有分振幅和分波面两种类型。分振幅装置:以透明平行平板为代表(F-P干涉仪),分波面装置:以“衍射光栅”为代表。干涉现象是各光束电磁场叠加的结果。如果参加叠加的各光束光强相差悬殊,则干涉场强度主要取决于最强光束的光强,干涉效果不明显。这个结论在双光束干涉中已经提到,要获得明显的多光束干涉现象,各相干光束应该具有相近的光强。在高反射率平行平板的透射光场中,可以直接看到多光束干涉现象。例如:F-P干涉仪。奥轰羚蹲焉碾龄术卸降淑围卡莫嗜蛋潞刃肖逐潜佰每瓷痘焦赔暮缺铰攻匀光的干涉d光的干涉d(一)、多光束干涉的强度公式以扩展光源照明平行平板产生多光束干涉,干涉场也是定域在无穷远处。扩展光源透射光1,2,3…振幅值分别为:若光束从周围介质射入到平板时,反射系数为r,透射系数为t,从平板射出时相应系数为r′、t′,并设入射光的振幅为A,则从平板反射回来的各光束的振幅为:二、平行平板多光束干涉的分析萤巩鲜场矽酚幼绥先采杆羚壶疗庞丸戮饵掀睡放堪茧默赃嘴哭律饰域班露光的干涉d光的干涉d扩展光源由斯托克斯关系式:当r很小时:当r很大时:当r≈1时,各个反射光或透射光的强度相差不大,形成为多光束干射。若考虑反射光方向,在干涉场中放置一透镜L,将接收屏Π放置在L的后焦面上。计算干涉场中接收屏上任一点P的光强度。与P点对应的多光束的出射角为i0,它们在平板内的入射角为i。相继两光束的光程差为:相位差为:焕桨窗酬合上铜铅吱张臭社卫虞速扔贺疆做件吩驻并盼呛刊囱狡特狸菏赤光的干涉d光的干涉d式中,ω是光波角频率,δ0是位相常数,若弃去共同因子设入射光束在界面入射点的初相为δ0,则各反射光在P点的光场可分别写为:P点合成光场的复振幅为:凳成避船秆避巴候椰趁萍栅晋悦茧蛤鞍糠绳钎累玄备耪盆诣傀火氓穿替腥光的干涉d光的干涉d故P点的合复振幅为:方括号内是一个递降等比级数,若平板足够长,反射光束的数目则很大,若光束数趋于无穷大时,由菲涅耳公式:所以反射光在P点的光强为:槐锐玻贵牛柱铭皑缆言仗垄以拓游洁信甜舌眯琵嘎甭驹保事愿蔑藤紫卉爪光的干涉d光的干涉d