最新大学物理专题三光的干涉教学课件.ppt

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1、二二 基本思想与方法基本思想与方法干涉点的光强度：干涉点的光强度：干涉相长：干涉相长：干涉相消：干涉相消： cos22121IIIII2, 1, 0)12()(21212 kkrr 相干叠加的反映相干叠加的反映光程差光程差 2 用光程差表示的干涉加强用光程差表示的干涉加强/减弱条件：减弱条件： 2, 1, 02)12(2, 1, 012kkkkrr 2, 1, 02)(21212 kkrr *S1S2abcp光轴光轴 如下图如下图（2）,a、b、c三束光与透镜主光轴平行，当三束光与透镜主光轴平行，当a、c两束两束光经透镜后相遇于光经透镜后相遇于P点时，光程差点时，光程差= ？P点是亮还是暗点是

2、亮还是暗？光线经过透镜没有附加光程差光线经过透镜没有附加光程差亮亮0 解解: :入射光从光疏介质进入光密介质时，将在反射面上产生入射光从光疏介质进入光密介质时，将在反射面上产生半波损失。半波损失。3 3、如图所示的双缝干涉装置中，观察屏上的、如图所示的双缝干涉装置中，观察屏上的P P点处原为明条纹。点处原为明条纹。若将缝若将缝 盖住，并在盖住，并在 与与 连线的垂直平分面处置一反射镜连线的垂直平分面处置一反射镜M M，试分析此时试分析此时P P点处干涉情况。点处干涉情况。2S2S1SS1S2SPM解解: :P P点是明纹：点是明纹： k2 放放M M后，附加半个波长的光程差。后，附加半个波长的

3、光程差。洛埃镜实验洛埃镜实验P P点变暗纹点变暗纹 )12(2 kk5、利用光的干涉可检验工件质量。将、利用光的干涉可检验工件质量。将A、B、C三个直径相近的三个直径相近的小球放在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射，所观察小球放在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射，所观察到的干涉条纹如图所示到的干涉条纹如图所示 若已知单色光的波长若已知单色光的波长 ，试求三个小球的直径之差。，试求三个小球的直径之差。ABC解解:等厚干涉条纹等厚干涉条纹同一条纹对应的薄膜厚度相同同一条纹对应的薄膜厚度相同相邻明纹或暗纹之间的厚度差为相邻明纹或暗纹之间的厚度差为2 ABdd BCdd ACdd2 23 2

4、L1S2SODx dSS 21dD O2S? t如图所示，波长为如图所示，波长为 的单色平行光斜入射于双缝上，缝距为：的单色平行光斜入射于双缝上，缝距为： ，且双缝与观察屏的距离，且双缝与观察屏的距离 。问：。问：（1 1）明纹位置如何？）明纹位置如何？ （2 2）若欲使）若欲使0级明纹移至级明纹移至 点，可在缝点，可在缝 前置一折射率为前置一折射率为n的的 透明薄片，则薄片的厚度透明薄片，则薄片的厚度，1S2SODx （1 1）明纹位置如何？）明纹位置如何？ O O点附近的明纹间距如何点附近的明纹间距如何? ? 解解: :明纹条件：明纹条件：kDxtg sindD sinsin21dd ,s

5、in kDxdd dDkDx sin2 1 dDx O2S? t（2 2）若欲使）若欲使0 0级明纹移至级明纹移至 点，可在缝点，可在缝 前置一折射率为前置一折射率为n n的的 透明薄片，则薄片的厚度透明薄片，则薄片的厚度1S2SODx 1 rd sinnttr 0 sin)1(dtn 1sin ndt 光线光线ASAS1 1O O的光程：的光程：A光线光线S S2 2O O的光程：的光程：rr MN1122x2r1r2r 1r 、波长为、波长为的两束单色相干平行光的两束单色相干平行光1和和2，分别以图示的入射角，分别以图示的入射角和入射在屏幕面和入射在屏幕面MN上，求屏幕上干涉上，求屏幕上干

6、涉 条纹的间距。条纹的间距。解解: 考虑相邻两明条纹，考虑相邻两明条纹，条纹中心为条纹中心为A、B，级，级次分别为次分别为k 、 k+1 ，A、B两点间距为两点间距为x。 krr 21 )1(21 krr )()(2211rrrr sin22xrr sin11xrr sinsinxx sinsin x )(2121rrrr AB、有一在空气中镀有双层增透膜的玻璃，第一层膜、第二层膜、有一在空气中镀有双层增透膜的玻璃，第一层膜、第二层膜及玻璃的折射率分别及玻璃的折射率分别n1、n2、n3，且知，且知n1n3 ，今以真空中波，今以真空中波长为长为的单色平行光垂直入射到增透膜上，设三束反射光（只考的

7、单色平行光垂直入射到增透膜上，设三束反射光（只考虑一次反射）虑一次反射）a、b、c在空气中的振幅相等，欲使这三束光相干在空气中的振幅相等，欲使这三束光相干叠加后的总强度为零，求第一层膜和第二层膜的最小厚度叠加后的总强度为零，求第一层膜和第二层膜的最小厚度t1和和t2。10 n1n2n3n1t2tabc解解:abc kab232 kbc232 32 32 114tn abab 2 116)31 (nkt k232 时时0 k1min16nt 思路思路强度矢量光强，tab k232 bcbc 2 )22(222 tn解解: kab232 kbc232 abc 32 32221265nkt时时0 k

8、2min2125nt 10 n1n2n3n1t2tabcn1n3、波长为、波长为6800A的平行光垂直照射到的平行光垂直照射到l0=12cm长的两块玻璃片上，长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触，另一边被厚为两玻璃片的一边相互接触，另一边被厚为D=0.048mm的纸片隔开。的纸片隔开。试问在这试问在这12cm内呈现多少条暗条纹？内呈现多少条暗条纹？解解:方法方法1:劈尖干涉劈尖干涉暗纹：暗纹：0,1,2,=k2) 12(22kd方法方法2: 反射光反射光2反射光反射光1D将将 代入代入Dd 141 k0d0 k时，时，暗纹暗纹共有共有142条暗纹条暗纹相邻两暗纹的厚度差为相邻两暗纹的厚度差

9、为2 1412/ D、如图所示，一个折射率为如图所示，一个折射率为 的平凸透镜，其球面半径的平凸透镜，其球面半径为为 ，放在折射率为，放在折射率为 、 的两种平板玻璃上。平凸透镜与平的两种平板玻璃上。平凸透镜与平板玻璃间充满折射率为板玻璃间充满折射率为 的液体，且有的液体，且有 。今以波长。今以波长为为 的单色光正入射，求：等厚干涉明暗条纹的半径的单色光正入射，求：等厚干涉明暗条纹的半径 。1nR21nnn 2n1nrn1nnORr1n2n解解:左边：左边：nn 122 nd22rRRd 上表面反射时有半波损失上表面反射时有半波损失2)(222 rRRn2)12(2)(22)(22222 krRRnkrRRn暗暗纹纹：明明纹纹：21nnn 1nnORr1n2n解解:右边：右边：nd2 22rRRd 上下表面反射时都有半波损失上下表面反射时都有半波损失)(222rRRn 2)12()(2)(22222 krRRnkrRRn暗暗纹纹：明明纹纹：右边：右边：2)12(2)(22)(22222 krRRnkrRRn暗暗纹纹：明明纹纹：左边：左边：两边明暗纹位置相反两边明暗纹位置相反P P点圆斑点圆斑P P