光程与光程差光程与光程差 半半波损失波损失 1 在真空中光的波长为在真空中光的波长为 ，光速为，光速为 C，，进入折射率进入折射率为为 n 的介质中后，波长的介质中后，波长n , 光速为光速为 v ,则有：则有：处理方法：处理方法：把把光在介质中的波长光在介质中的波长折合成它在折合成它在真空中的真空中的波长波长作为测量距离的标尺，并进一步把光在介质中传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播的距离折合成光在真空中传播的距离一、光程与光程差一、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光源的频率不变，光在传播过程中频率保持不变而而同一频率的光在不同介质中波长不相同同一频率的光在不同介质中波长不相同1.1.光程光程 2 光程光程 ：：光在介质中传播的波程与介质折射率的乘积光在介质中传播的波程与介质折射率的乘积设光在设光在折射率为折射率为 n 的介质中传播的几何路程为的介质中传播的几何路程为 L，，有：有：定义：定义：意义：意义：光在光在t时刻内在真空中通过的路程时刻内在真空中通过的路程nL就相当于就相当于光在介质中在相同的时间内所通过的路程。
光在介质中在相同的时间内所通过的路程在一条波线上，波在介质中前进在一条波线上，波在介质中前进L，，位相改变为：位相改变为：（同一波线上两点间的位相差）（同一波线上两点间的位相差）3 1 .光程差光程差 ：：两束光的光程之差两束光的光程之差如果光线穿过多种介质时，其光程为：如果光线穿过多种介质时，其光程为：r1n1r2n2rinirnnn可以证明：可以证明：光通过相等的光程，所需时间相同，光通过相等的光程，所需时间相同，位相变化也相同位相变化也相同 设一束光经历光程设一束光经历光程 1，另一速光经历光程，另一速光经历光程 2，则，则这两束光的光程差为：这两束光的光程差为：2.2.光程差光程差 4 光程差与相位差的关系为：光程差与相位差的关系为：2.光程差与相位差的关系（设两光同位相）光程差与相位差的关系（设两光同位相）光程差每变化一个波长，相位差变化光程差每变化一个波长，相位差变化光程差为光程差为 ，相位差为，相位差为 ；；则相位差为：则相位差为：注意光程与光程差的区别：注意光程与光程差的区别：是同一波源发出的波是同一波源发出的波在同一波线上不同两在同一波线上不同两点振动的位相差。
点振动的位相差同一波线上两点间的光程同一波线上两点间的光程不同波源经不同路径不同波源经不同路径在相遇点引起的两个在相遇点引起的两个振动的位相差振动的位相差两束光的光程差两束光的光程差5 问：原来的零极条纹移至何处？若移至原来的第问：原来的零极条纹移至何处？若移至原来的第 k 级级明条纹处，其厚度明条纹处，其厚度 h 为多少？为多少？例例1：已知：：已知：S2 缝上覆盖的介缝上覆盖的介质厚度为质厚度为 h ，，折射率为折射率为 n ，，设入射光的波为设入射光的波为 解：解：从从S1和和S2发出的相干光所对应的光程差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：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所以零级明条纹下移原来原来 k 级明条纹位置满足：级明条纹位置满足：设有介质时零级明条纹移到原来第设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级级处，它必须同时满足：处，它必须同时满足：6 例例2.在双缝干涉实验中，波长在双缝干涉实验中，波长 =5500Å 的单色平行光的单色平行光垂直入射到缝间距垂直入射到缝间距a =210-4m 的双缝上，屏到双缝的的双缝上，屏到双缝的距离距离 D = 2m．． 求：求： (1)中央明纹两侧的两条第中央明纹两侧的两条第 10 级明纹中心的间距级明纹中心的间距; 2)用一厚度为用一厚度为 e=6.6 10-6-6m 、、折射率为折射率为n=1.58 的玻璃片的玻璃片覆盖一缝后覆盖一缝后,零级明纹将移到原来的第几级明纹处零级明纹将移到原来的第几级明纹处 ?解解:(1) (2)覆盖玻璃后覆盖玻璃后,零级明纹应满足零级明纹应满足: 设不盖玻璃片时设不盖玻璃片时,此点为第此点为第k级明纹，则应有级明纹，则应有所以所以 零级明纹移到原第零级明纹移到原第 7 级明纹处级明纹处.7 例例3.在图示的双缝反射实验中，若用半圆筒形薄玻璃片在图示的双缝反射实验中，若用半圆筒形薄玻璃片（折射率（折射率 n1=1.4 ））覆盖缝覆盖缝 S1，，用同样厚度的玻璃片用同样厚度的玻璃片（折射率（折射率 n2=1.7））覆盖缝覆盖缝 S2，，将使屏上原来未放玻璃时将使屏上原来未放玻璃时的中央明条纹所在处的中央明条纹所在处O变为第五级明纹。
设单色光波长变为第五级明纹设单色光波长 =480.0nm，，求玻璃片的厚度求玻璃片的厚度 d解：解：覆盖玻璃前覆盖玻璃前覆盖玻璃后覆盖玻璃后则有则有8 例例4.如图所示如图所示,用波长为用波长为 的单色光照射双缝干的单色光照射双缝干涉实验装置涉实验装置,并将一折射率为并将一折射率为 n、、劈角为劈角为 a （（a 很小）的透明劈尖很小）的透明劈尖 b 插入光线插入光线 2 中中.设缝光源设缝光源 S 和屏和屏 c 上的上的 o 点都在双缝点都在双缝 S1 和和 S2 在中垂线上在中垂线上.问问要使要使 o 点的光强由最亮变为最暗点的光强由最亮变为最暗,劈尖劈尖 b 至少应至少应向上移动多大距离向上移动多大距离 d ( 只遮住只遮住S2 ) ?解解:设设 o 点最亮时点最亮时,光线光线 2 在劈尖在劈尖 b 中传播距离中传播距离为为 l1 ,则由双缝则由双缝 S1 和和 S2 分别到达分别到达 o 点的光线的点的光线的光程差满足下式光程差满足下式:(1)9 (2) (1)得得：由图可求由图可求出：出：由由(3)和和(4)得：劈尖得：劈尖b应向上移动的最小距离为应向上移动的最小距离为或或(2)(3)(4)设设 o 点由此时第一次变为最暗时点由此时第一次变为最暗时,光线光线 2 在劈尖在劈尖 b 中传中传播的距离为播的距离为 l2 ,则由双缝则由双缝 S1 和和 S2 分别到达分别到达 o 点的两光点的两光程差满足下式：程差满足下式：(1)10 F 通过光轴的光线波程最短，但在透镜中的光程长；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。
的来讲，各条光线的光程都是相同的F二、薄透镜不引起附加光程差二、薄透镜不引起附加光程差 透镜可以改变光线的传播方向，但是在光路中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放入薄透镜不会引起附加的光程差波阵面波阵面波阵面波阵面11 产生条件：产生条件：当光从折射率小的光疏介质，正入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时，则反射光有半波损失当光从折射率大的光密介质，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正入射于折射率小的光疏介质时，反射光没有半波损失时，反射光没有半波损失折射光都无半波损失折射光都无半波损失半波损失：半波损失：光从光疏介质进入光密介质，光反射后有光从光疏介质进入光密介质，光反射后有了量值为了量值为 的位相突变，即在反射过程中损失了半个的位相突变，即在反射过程中损失了半个波长的现象波长的现象三、半波损失三、半波损失12 。