1003-6148(2007)11(S)-0020-1

若平行單色光垂直照射劈尖，光在劈尖的上、下兩個(gè)表面分別反射，形成兩束相干光，經(jīng)

干涉產(chǎn)生等間距、明暗相間的平行于棱邊的干涉條紋，那么影響干涉條紋間距的因素有哪些

呢？

應(yīng)用

如圖

2

所示，將一塊平板玻璃放置在另一塊平板玻璃之上，在一端夾入兩個(gè)小墊

片，從而在兩玻璃板表面之間形成了一個(gè)劈形空氣薄膜，當(dāng)光垂直入射后，從上向下看到明暗

相間，等間距的干涉條紋(

1

)若去掉一個(gè)墊片，干涉條紋如何變化？(

2

)改變劈形薄膜物質(zhì)

的折射率或入射光波長，干涉條紋如何變化？(

3

)若水平玻璃板上有

“

凹坑

”

或

“

凸包

”

，干涉

條紋如何變化？

分析

由

Δx=λ/(2θn)

可知：

(

1

)若去掉一個(gè)墊片，則劈尖的頂角

θ

減小，條紋間距變大，條紋變寬、變疏。

(

2

)劈形區(qū)域物質(zhì)折射率

n

變大或入射光的波長

λ

減小，條紋間距變小，條紋變窄、變

密。折射率

干涉：同頻率，相差一定的兩束光疊加后光強(qiáng)重新分布的現(xiàn)象。

薄膜干涉的兩個(gè)重點(diǎn)是等傾干涉和等厚干涉

區(qū)分兩種干涉的關(guān)鍵是，兩種情況推得的光程差都是2nhcosi，研究等厚干涉時(shí)，我們令入射光的角度i=90度，這樣光程差只與h有關(guān)；研究等傾干涉時(shí)，我們令h不變，此時(shí)改變的是i。

等厚干涉主要例子有空氣劈尖和牛頓環(huán)。

當(dāng)平行單色光垂直入射時(shí)，上下表面的反射光形成相干光。在空氣劈尖中，等厚線是直線，故干涉圖樣是平行直線；在牛頓環(huán)中，等厚線是圓，因此條紋是同心圓環(huán)。

值得注意的是，在空氣劈尖中，兩相鄰條紋的距離l，lsinθ=波長/2，θ確定了，所以l只與波長有關(guān)，入射光為單色光時(shí)，條紋等間距。

但是，牛頓環(huán)中，明暗條紋所對應(yīng)的厚度d=r^2/2 R，d與條紋圓的半徑的平方成正比，由函數(shù)圖像可得，當(dāng)r越接近R，干涉條紋越密集。

特別的是，牛頓環(huán)中心的空氣厚度d=0，若無半波損失，則應(yīng)該為亮紋。由于由光疏到光密，反射有半波損失，故中心為暗紋。

等傾干涉

通過改變?nèi)肷浣嵌龋ㄒ彩欠终穹ǖ囊环N）來獲得相干光。以相同角度入射的光產(chǎn)生的光束具有相同的光程差，從而對應(yīng)于干涉圖樣中的一條條紋。公式好難打。。。

光程差δ=2d（n^2-n1^2sin^2i）^（1/2）

i越大，δ越小

此外，相鄰明紋間距不等。類似牛頓環(huán)，中間疏，外密。但是，由于光線經(jīng)歷了兩次光疏到光密的反射，故無附加光程差，中間為明紋。

應(yīng)用有：

增透膜和增反膜

簡言之，前者為了減少透鏡的反射光，利用控制膜的厚度使得薄膜上下表面的反射光干涉相消。

后者就是干涉加強(qiáng)。

細(xì)節(jié)就是控制材料n的大小和順序。emmmm有空續(xù)更

一、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)

? ? ? 在這實(shí)驗(yàn)中，由光源S發(fā)出的光的波陣面同時(shí)到達(dá)和，通過?和將發(fā)生衍射現(xiàn)象，和就成為兩個(gè)新的波源，這兩個(gè)新波源發(fā)出的光滿足相干光的條件.由于相干波源和是從發(fā)出的波陣面上取出的兩部分，所以 把這種獲得相干光的方法稱為分波陣面法.

二、干涉明暗條紋的位置

光程差：

(屏幕上一點(diǎn)到對稱中心的距離為x，對稱中心到屏幕的垂直距離為D，相干光源之間的距離為d）

(1)此點(diǎn)為明紋條件（相干加強(qiáng)）

即各級明紋中心離O點(diǎn)的距離為：

(2)此點(diǎn)為暗紋條件（相干抵消）

即各級暗紋中心離O點(diǎn)的距離為：

兩相鄰明紋或暗紋間距:

所以干涉條紋都是等距離分布的

三、干涉條紋的強(qiáng)度分布

兩光波相干疊加后的強(qiáng)度為：

（為每個(gè)波分別照射時(shí)的光強(qiáng)）

由此可知，在兩光波相位差為，即波程差處，光強(qiáng)是出現(xiàn)光強(qiáng)最大的位置.而對應(yīng)于相位差，即波程差處，光強(qiáng),是光強(qiáng)最小的位置.

四、勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)

MN為一塊平玻璃板，用作反射鏡，是一狹縫光源，從光源發(fā)出的光波，一部分掠射(即入射角接近90°) 到玻璃平板上，經(jīng)玻璃表面反射到達(dá)屏上；另一部分直接射到屏上.這兩部分光也是相干光，它們同樣是用分波陣面得到的。反射光可看成是由虛光源發(fā)出的。和構(gòu)成一對相干光源，對干涉條紋的分析與楊氏實(shí)驗(yàn)也相同。

在勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)中，如果把屏幕移近到和鏡面邊緣N相接觸，這時(shí)從和發(fā)出的光到達(dá)接觸處的路程相等，應(yīng)該出現(xiàn)明紋，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是暗紋,其他的條紋也有相應(yīng)的變化。

由 鏡面反射出來的光和直接射到屏上的光在N處的相位相反，即相位差為.由于直射光的相位不會變化，所以只能認(rèn)為光從空氣射向玻璃平板發(fā)生反射時(shí)，反射光的相位躍變了.?

光從光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)界面反射時(shí)，在掠射(入射角) 或正入射(? ) 的情況下，反射光的相位較之入射光的相位有的突變，這一變化導(dǎo)致了反射光的波程在反射過程中附加了半個(gè)波長，故常稱為 “ '半波損失”。

在掠射情況下，無論是從光密到光疏還是從光疏到光密，都有半波損失。

反射情況下，從光密到光疏介質(zhì)，無半波損失。

?任何情況下，透射光無半波損失。