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1、波动光学主要研究光的波动特性。波动光学主要研究光的波动特性。波动光学主要研究光的波动特性。波动光学主要研究光的波动特性。 它包括光的干涉、光的衍射和光的偏振。它包括光的干涉、光的衍射和光的偏振。它包括光的干涉、光的衍射和光的偏振。它包括光的干涉、光的衍射和光的偏振。 第三章光的干涉第三章光的干涉 光是人眼可以看见的电磁波，因此它的传播光是人眼可以看见的电磁波，因此它的传播光是人眼可以看见的电磁波，因此它的传播光是人眼可以看见的电磁波，因此它的传播 特性应与电磁波一致。电磁波是一横波，所特性应与电磁波一致。电磁波是一横波，所特性应与电磁波一致。电磁波是一横波，所特性应与电磁波一致。电磁波是一横波
2、，所 以光波也是一横波，而且光波只有电振动没以光波也是一横波，而且光波只有电振动没以光波也是一横波，而且光波只有电振动没以光波也是一横波，而且光波只有电振动没 有磁振动，因而它具有偏振特性。本章主要有磁振动，因而它具有偏振特性。本章主要有磁振动，因而它具有偏振特性。本章主要有磁振动，因而它具有偏振特性。本章主要 介绍光的干涉实验现象以及理论分析。介绍光的干涉实验现象以及理论分析。介绍光的干涉实验现象以及理论分析。介绍光的干涉实验现象以及理论分析。 一、光源一、光源 光源的最基本发光单元是分子、原子。光源的最基本发光单元是分子、原子。 = (E2- E1)/h E1 E2 能级跃迁辐射能级跃迁辐
3、射 普通光源普通光源：是一种自发辐射，则：是一种自发辐射，则 独立独立(不同原子发的光不同原子发的光) 独立独立(同一原子先后发的光同一原子先后发的光) 波列波列 波列长波列长L = c 秒秒 8 10 d 光光程差程差： sindrr= 12 干涉干涉加强加强 明纹位明纹位置置 , d D kx ,k = = 2 12 2 12 += += d D ) k(x ,) k( S 1 S 2 S D x d 1 r 2 r p o 干涉干涉减弱减弱 暗纹位暗纹位置置 D x dantd= ）（210 ,k= ）（321 ,k= P D F 文件使用 “ p d f F a c t o r y “
4、 试用版本创建 d D xxx kk = +1 (2)明暗相明暗相间间的的条纹条纹对对称称分分布布于于中中心心O点两点两侧侧。 dxDxx1 3.干涉干涉条纹条纹的特的特点点 (3)相相邻邻明条纹明条纹和和相相邻邻暗条纹暗条纹等间距等间距，与干涉，与干涉级级k无无关关。 (1)两相两相邻邻明明(或或暗暗)条纹条纹间间的的距离距离称为条纹称为条纹 间距间距。 若用若用复色光源，则干涉复色光源，则干涉 条纹条纹是是彩彩色的。色的。 1=k 2=k 1=k 3=k3=k 2=k (即条纹即条纹宽宽度度) 当当大大(或或D 大大或或d 小小)时时，除除K=0外外，其其它它条条 纹均向纹均向远离远离O的
5、的方向方向移移动，动，即即X 大大，条纹变条纹变疏疏。 (6)干涉光的干涉光的强强度度分分布布： (4)干涉干涉条纹条纹形状形状是是平行平行于于缝缝的的直直条纹条纹，间距间距相相等等。 (5)干涉干涉条纹变化条纹变化的特的特点点： O I 1 4I 53 5 3 1 2I 1 I 两相干光束两相干光束 两非相干光束两非相干光束 一个光源一个光源 二、其他分波阵面干涉装置二、其他分波阵面干涉装置 1、菲涅耳双菲涅耳双 面面镜镜 Dd 虚虚光源光源、 1 S 2 S 21S SWW平行平行于于 d D kx= d Dk x 2 12+ = 明条纹明条纹中中心心的的位位置置 L210=,k 屏幕屏幕
6、上上O点在两个点在两个虚虚光源光源连线连线的的垂直平垂直平分分线线上上， 屏幕屏幕上明暗条纹上明暗条纹 中中心心对对O点点的偏的偏离离x为为： 暗条纹暗条纹中中心心的的位位置置 S 1 S 2 S 2 M 1 M W W D d o x 光栏 C 2、洛埃镜洛埃镜 1 S 2 S M L d p Q p Q D 光栏 E E E 当当屏幕屏幕E 移至移至E处处，从从S1 和和S2到到L点点的光的光 程差为程差为零零，但但是是观察到暗条纹观察到暗条纹 ，验，验证证了了反反 射射时时有有半半波波损失存损失存在在。 洛埃镜洛埃镜 实验中实验中 光波光波存存在在半半波波 损失损失，则，则相相干干 条件
7、相条件相反反。 半半波波损失损失：光光从从光光疏疏介介质质射射向向光光密密介介质时质时，在两在两介介质质 交界交界面上面上反反射，光波射，光波 将产生位相将产生位相 突突变变，其其改改变变值值为为 P D F 文件使用 “ p d f F a c t o r y “ 试用版本创建 例例1、用单色光照射 到相距为、用单色光照射 到相距为0.2mm的双缝上，观察屏的双缝上，观察屏 距缝为距缝为1m。(1)从第一级明纹到同 侧第四级 的明纹为从第一级明纹到同 侧第四级 的明纹为 7.5mm时，求入射光波长；时，求入射光波长；(2)若入射光波长 为若入射光波长 为 求相邻明纹间距。求相邻明纹间距。 o
8、 A6000 解：解：(1)由明纹坐标由明纹坐标 d D kx = ， o Am5000105 7 = 3 3 105 . 7 13 102 . 0 = d D d D xx =4 14 )( 3 14 xx D d = d D3 = 有：有： o A6000= d D x = 3 10 102 . 0 1060001 =mmm3103 3 = (2)当当时时，相相邻邻明纹明纹间距间距为为： 例例2、在在杨氏双缝杨氏双缝S2上上 覆盖覆盖一一块块介介质质，其其厚厚度度 为为h，折折射率射率为为n，设设入入 射光的波长射光的波长 为为。问问： 原原来来的的零级零级条纹条纹移至移至何何处？若移至处
9、？若移至 原原来来的的第第k 级级明明 条纹条纹处处，则介，则介质质的的厚厚度度h为为多多少少？ 1 S 2 S 1 r 2 r h 12 r)nhhr(+= 解解：从从S1 和和S2 发发出出的的相相干光所对应的光干光所对应的光 程差为程差为： h)n(rr1 12 = 当当光光程差为程差为零零时时，对应，对应 零零条纹条纹的的位位置置应应满足满足：所以所以零级零级明条纹将明条纹将下下移移。 0 原原来来k 级级明条纹位明条纹位 置置满足满足： krr= 12 设设有介有介质时质时零级零级明条纹明条纹移移 到到原原来来第第k 级处级处，它，它必须必须 同时同时满足满足： h)n(rr1 12 =k= 1 = n k h 1 S 2 S 1 r 2 r h 作业作业16：331、2、5、6 下下次次课课的主要的主要内内容容如如下下，请预习请预习： 分振分振幅幅干涉干涉(牛顿环牛顿环、劈尖劈尖、迈迈氏氏干涉干涉仪仪)。 P D F 文件使用 “ p d f F a c t o r y “ 试用版本创建
