大学物理--光的干涉部分

2022-01-02 12:59:41 阅读：209 来源： 互联网

1.光的相干性

普同光是由原子跃迁发射的，不确定度非常之大，所以一般非常难干涉。我们一般制造干涉的手段有：分振幅法，分波面法。

2.光程差

不同于波程差，光需要考虑不同介质中的传播。考虑到： $n=\frac{c}{u}=\frac{\nu \lambda}{\nu \lambda'}=\frac{\lambda}{\lambda'}$ 。 $\Delta t = \frac{x}{u}=\frac{x}{\nu \lambda'}=\frac{x\cdot n}{\nu \lambda} \rightarrow \Delta \Phi = 2\pi \nu\Delta t=2\pi\frac{nx}{\lambda}$ ，所以定义:

光程L=nx。n为折射率。

相位差： $\Delta \Phi =2\pi\frac{l}{ \lambda}$ 。

相干的条件仍为 $l=k\lambda(+);l=(2k+1)\frac{\lambda}{2}(-)$ ,加减表示增强和减弱。这是最重要的一个基本知识！

3.双缝干涉

双缝干涉中，两双缝距离为d，到观察屏距离为D，考察屏上x点。

光程差小角度近似后又 $\delta =\frac{xd}{D}$ ，故条纹位置为： $(+)x=k\frac{D\lambda}{d}(K=0,\pm 1,\pm 2....); (-)x=(2k-1)\frac{D\lambda}{2d} (K=\pm1...)$ 。注意暗纹是从1开始取，因为中间为0处是0级明纹，再说0级暗纹不好听。相邻两明纹间距 $\Delta x=\frac{D\lambda}{d}$ 。

如果放一个折射率为n的，厚度为e的在一个缝的光路上，则光程差为 $\delta =\frac{xd}{D}+(n-1)e$ ，如果以原点考察，那么光程差为（n-1）e。此外，可以看到0级明纹的x小于0，所以整体是在下移。

4.薄膜干涉

薄膜干涉光程差： $\delta =2e\sqrt{(n_{2})^2+(n_{1}sini)^2}+l'$ ,其中l'为附加光程差，视情况而定。垂直入射时，i=0，则 $\delta =2n_{2}e+l'$ 。可见等间距薄膜的话，各处的光程差都是一样的，此时不同的光照射有不同的效果。

4.1 劈尖干涉
$\delta =2n_{2}e+l'$ 。

此时厚度相同的地方干涉相同，成为等厚干涉。设夹角为 $\theta$ ，棱边长度为L。厚度为e。因为是否有半波损失视情况而定，但一些基本规律大家都满足，这里不再赘述什么明纹暗纹。只是说明一些基本规律。

相邻明纹（暗纹）厚度间距为 $\frac{\lambda}{2n}=\frac{\lambda_{n}}{2}$ ，理解：相位改变2Π，则情况相同。劈尖中，上表面的光先射到下表面，再由下表面反射，故第一束光比第二束多走了2份一样的长度。所以如果一共多走一个波长，就相位相同！因此相同干涉现象厚度间距为半个波长！！！！
条纹间距l： $l=\frac{\Delta e}{\theta }=\frac{\lambda}{2n\theta }$ ，所以角度越大，条纹越密集！

4.2 牛顿环

牛顿环的半径： $r^2=2Re$ 。暗纹好观察，所以研究暗纹： $\delta =2ne+\frac{\lambda}{2}=(2k+1)\frac{\lambda}{2}\rightarrow e=\frac{k\lambda}{2n}\rightarrow \rightarrow \because r^2=2Re,\therefore r=\sqrt{\frac{kR\lambda}{n}}$ 。内稀疏外密集。

标签：间距,--,厚度,光程,明纹,大学物理,干涉,暗纹
来源： https://blog.csdn.net/weixin_58083998/article/details/122275186

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