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1、1 页第四节第四节 波动光学波动光学一、基本内容一、基本内容（一）光的干涉1、相干光的获得与杨氏双缝干涉 （1）相干光必须满足：频率相同、光振动的方向相同、相遇点相位差恒定。 获得相干光的方法：杨氏双缝、菲涅耳双镜、双棱镜、洛埃镜。 杨氏双缝干涉示意图设 d ，D d两相干光线在 P 处相遇时，他们的相位差为：21221rr 暗）（明), 2 , 1(12), 2 , 1 , 0(2LLkkkk波程差：(2-4-2) 暗纹明纹)1,2,(k 21)2k(), 2 , 1 , 0k( 22kDxddsinrr12 LLr1 r2 xdD0P2 页明纹中心的位置(2-4-3)L0,1,2k dDk
2、x式中 k=0 为中央（零级）明纹，k=1 为一级明纹中心，其余依此类推。暗纹中心的位置(2-4-4)L,1,2,3k dD1)-2k(x式中 k=1 为一级暗纹中心，k=2 为二级暗纹中心，其余依此类推。条纹间距（相邻的明纹或相邻的暗纹之间的距离）：(2-4-5) 若用白光照射狭缝，则在屏上除中央明纹呈白色外，其余各级明纹均为彩色条纹，同一级明纹为从紫到红的彩带。二、薄膜干涉二、薄膜干涉1、光程为方便计算光经过不同介质时引起的相差，引入光程的概念。定义 L=nr 为介质中与路程 r 相应的光程。n 为介质的折射率。2、光程差()与相位差()的关系 dDx 2 21)2kk L LL干涉加强（
3、干涉减弱3 页3、半波损失(1) 、从光疏光密,当光线正入射(i=0 )或掠入射(i90)时,产生附加的光程差,反射光有半波损失.(2)、从光密光疏, 反射光无半波损失;(3)、在任何情况下,透射光都没有半波损失。4、薄膜干涉反射光线：若 n1n1,应计半波损失（2-4-7） 0,1,2k 21)(2k1,2,k 22k 明明明明LL注意： 明纹中 k 只能从 1 开始取上式是当 n2n1时推导出的，其它情况应考虑其反射时是否有半波损失。 5非匀厚薄膜干涉、劈尖、牛顿环1）劈尖干涉劈尖(劈形膜)：夹角很小的两个平面间的介质薄膜叫劈尖。两玻璃片的交线为棱边，在平行于棱边的线上，劈尖的厚度是相等的
4、。设劈尖的折射率为 n2,其周围介质的折射率为 n1,(n2e，可略去 e2得：R3)迈克耳逊干涉仪迈克耳逊干涉仪的视场中有 N 条明纹移过，则平面镜移动的距离为 2Nd由于原子发光是间歇的,每次发光持续时间小于 108s,发出的波列有一定长度,原子前、后两次发的光并不相干,为了使经 M1 和 M2 反射的两分光束(1)和(2)均取自同一原子同一时刻发出的同一波列,所以两分光束(1)和(2)的最大光程差不能超过波列长度,否则两分光束相遇时就不能发生干涉。两个分光束产生干涉效应的最大光程差称为该光源的相干长度。,1,2kkK 明(21),0,12kkK 暗222)(eRRr 22 R eeRe2r 1(), 2rkR明环半径, rkR暗环半径分束分束板板补偿补偿板板2M1M1G2G1MS迈克耳逊干涉仪光路图
