1、专题三 光的干涉,一 光的干涉,1、相干条件,2、获得相干光的基本原理和具体方法,基本原理：把光源上同一点发出的同一束光分成两部分,具体方法：分波阵面法、分振幅法,3、光程、光程差、相位差,光程：,光程差：,相位差：,二 基本思想与方法,干涉点的光强度：,干涉相长：,干涉相消：,相干叠加的反映,光程差,用光程差表示的干涉加强/减弱条件：,分析光的干涉现象所遵循的一般思路：,了解干涉原理，熟悉光路图 计算由光源到场点的光程、光程差（注意考虑半波损失） 代入公式,根据计算结果分析明暗条纹的分布情况,三 常见的干涉现象,与几种干涉有关的公式,杨氏双缝干涉相邻明(暗)条纹间距:,相邻明(暗)条纹间距:
2、,相邻明(暗)厚度差:,牛顿环:,第k个明环半径,第k个暗环半径,r 越大条纹越密, 越大，干涉条纹愈密。,三， 常见的干涉,迈克尔逊干涉仪,利用分振幅法使两个相互垂直的平面镜形成一特等效的空气薄膜,四 课堂讨论,1、有人认为：相干叠加服从波的叠加原理，非相干叠加不服从波的叠加原理，对不对？相干叠加与非相干叠加有何区别？,答:,相干叠加：,非相干叠加：,不对。相干与非相干在本质上都是波的叠加的结果。所以，非相干叠加同样服从波的叠加原理。而干涉现象是波的叠加的一种特殊情况。,区别：,2、怎样理解光程的概念？试讨论：,1)光线a、b分别从两个同相位的相干点光源S1、S2发出，试讨论： A为S1、S
3、2 连线中垂线上的一点，在S1与A之间插入厚度为e，折射率为n的玻璃片，如下图（1）a、b两光线在A点的光程差及相位差为何？分析A点干涉情况。,干涉相消,解:,干涉相长,如下图（2）,a、b、c三束光与透镜主光轴平行，当a、c两束光经透镜后相遇于P点时，光程差= ？P点是亮还是暗？,光线经过透镜没有附加光程差,解:,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。,3、如图所示的双缝干涉装置中，观察屏上的P点处原为明条纹。若将缝 盖住，并在 与 连线的垂直平分面处置一反射镜M，试分析此时P点处干涉情况。,解:,P点是明纹：,放M后，附加半个波长的光程差。,洛埃镜实验,P点变暗纹,5、
4、利用光的干涉可检验工件质量。将A、B、C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，所观察到的干涉条纹如图所示,若已知单色光的波长 ，试求三个小球的直径之差。,解:,等厚干涉条纹,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,，,（1）明纹位置如何？ O点附近的明纹间距如何?,解:,明纹条件：,（2）若欲使0级明纹移至 点，可在缝 前置一折射率为n的透明薄片，则薄片的厚度,光线AS1O的光程：,A,光线S2O的光程：,、波长为的两束单色相干平行光1和2，分别以图示的入射角和 入射在屏幕面MN上，求屏幕上干涉 条纹的间距。,解:,考虑相邻两明条纹，条纹中心为A、B，
5、级次分别为k 、 k+1 ，A、B两点间距为x。,A,B,、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n1、n2、n3，且知n1n3 ，今以真空中波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t2。,解:,a,b,c,思路,n1n3,解:,方法1:,劈尖干涉,暗纹：,方法2:,将 代入,时，,暗纹,共有142条暗纹,相邻两暗纹的厚度差为,、如图所示，一个折射率为 的平凸透镜，其球面半径为 ，放在折射率为 、 的两种平板玻璃上。平凸透镜与平板玻璃间充满折射率为 的液体，且有 。今以波长为 的单色光正入射，求：等厚干涉明暗条纹的半径 。,R,解:,左边：,上表面反射时有半波损失,解:,右边：,上下表面反射时都有半波损失,两边明暗纹位置相反,P点圆斑,P,
