17-1光的干涉
17光的干涉习题解答
第十七章 光的干涉一. 选择题 1．在真空中波长为的单色光，在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ，若A ，B 两点的相位差为3，则路径AB 的长度为：（ D ） A.B.C. 3D./n解： πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ=本题答案为D 。
$2．在杨氏双缝实验中，若两缝之间的距离稍为加大，其他条件不变，则干涉条纹将 （ A ）A. 变密B. 变稀C. 不变D. 消失解：条纹间距d D x /λ=∆，所以d 增大，x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A。
3．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E上的P处是明条纹。
若将缝S2盖住，并在S1、S2连线的垂直平分选择题3图面上放一平面反射镜M，其它条件不变(如图)，则此时( B )A. P处仍为明条纹>B. P处为暗条纹C. P处位于明、暗条纹之间D. 屏幕E上无干涉条纹解对于屏幕E上方的P点，从S1直接入射到屏幕E 上和从出发S1经平面反射镜M反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增，因此原来是明条纹的将变为暗条纹，而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B。
4．在薄膜干涉实验中，观察到反射光的等倾干涉条纹的中心是亮斑，则此时透射光的等倾干涉条纹中心是（ B ）A. 亮斑B. 暗斑C. 可能是亮斑，也可能是暗斑 D. 无法确定解：反射光和透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
、5．一束波长为的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 ( B )A./4 B./ (4n ) C./2 D. / (2n )6．在折射率为n=的玻璃表面上涂以折射率n =的MgF 2透明薄膜，可以减少光的反射。
当波长为的单色光垂直入射时，为了实现最小反射，此透明薄膜的最小厚度为（ C ）A. B. C. D. 解：增透膜 6.904/min ==n e λnm 本题答案为C 。
第十六章 光的干涉
亮纹
11
普通物理教案
x d (2k 1) D 2
D x 2k 1 暗纹 2d
Δx
条纹间距:
D D D x k 1 k d d d
Δx
说明：(1)缝间距d愈小，干涉间距Δx 愈大，干 涉明显，d大到一定程度，条纹间距小于0.1 mm时,肉眼观察不到干涉现象。
4
设符合相干条件的两光矢量E1、E2：
E1 E10 cos(t 10 ) E2 E20 cos(t 20 )
普通物理教案
光矢量合成： E E1 E2 E0 cos(t 0 )
2 2 其中： E0 E10 E 20 2 E10 E20 cos(20 10 )
r2 nx x r1 ( r2 r1 ) n 1x
2 2
S1 S2
r1 r2
P
n x
插入后相当于光程差增加（ n-1）x
r2 r1 (n 1) x
干涉条纹将向下移动，移动 ( n 1) x 个条纹间距。
t
解： (1)从S1，S2到达O点处的两光线的光程差为：
(n 1)t
23
普通物理教案
其位相差为： 2 / 2 (n 1)t / 若两个缝发出的光线在O点处产生的振幅分别为A0， 则对应O点处的合振动的振幅为
2 2 2 A A0 A0 2 A0 cos
普通物理教案
a
b
e AC CB cos r
AD AB sin i 2etgr sin i
n1
n2 n3
i D A r C e
《第四章 3 光的干涉》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版19选择性必修第一册
《光的干涉》教学设计方案（第一课时）一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握光的干涉现象的基本概念、原理及其应用。
通过本次课程，学生应能够：1. 理解干涉现象的定义及其在光波传播中的作用；2. 掌握光波干涉的物理原理，包括相干光波的叠加原理；3. 学会通过实验观察和解释干涉现象，并能应用其解决简单问题。
二、教学重难点本课教学的重点和难点为：1. 教学重点：干涉现象的概念及其基本原理的掌握，尤其是波长与光程差的解释，相干条件及条件分析；2. 教学难点：干涉仪的使用和观察技巧，以及干涉现象的实际应用，包括光程差的测量与实验结果的解释。
三、教学准备为了顺利进行《光的干涉》第一课时的教学，教师需做好以下准备：1. 教材与教学课件：准备《高中物理》教材及相关教学课件，用于课堂讲解和展示；2. 实验器材：准备双缝干涉仪、光源等实验器材，供学生观察和操作；3. 课堂环境：准备一个安静的教室环境，以利于学生专心听讲和实验操作；4. 教学方法：根据教学内容和学生特点，设计合适的教学方法，如讲解与实验相结合，注重互动与启发。
通过这样的方法，我们可以期待学生不仅能够在课堂上获取知识，还能在实践和互动中加深理解，真正掌握所学内容。
在具体的教学过程中，老师需要根据学生的反应和接受程度灵活调整教学方法，确保每个学生都能得到充分的启发和引导。
通过讲解与实验相结合的方式，学生不仅能够从理论上理解知识，还能通过实际操作来验证和巩固所学。
同时，注重互动与启发的教学方式能够激发学生的学习兴趣和积极性，让他们在参与中感受到学习的乐趣。
这样的教学方法不仅有利于提高学生的知识水平，还能培养他们的实践能力和创新思维，为他们的未来发展打下坚实的基础。
总之，合适的教学方法对于教学效果至关重要。
我们应该根据教学内容和学生特点，灵活运用各种教学方法，以实现最佳的教学效果。
四、教学过程：一、引入新课首先，为了激发学生对光的干涉这一主题的兴趣，我们将以一段生动有趣的视频开始。
17光的干涉习题解答
第十七章 光的干涉一、 选择题1.在真空中波长为λ的单色光,在折射率为n 的均匀透明介质中从A 沿某一路径传播到B ,若A ,B 两点的相位差为3π,则路径AB 的长度为:( D )A 、 1、5λB 、 1、5n λC 、 3λD 、 1、5λ/n解: πλπϕ32==∆nd 所以 n d /5.1λ= 本题答案为D 。
2.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍为加大,其她条件不变,则干涉条纹将 ( A )A 、 变密B 、 变稀C 、 不变D 、 消失解:条纹间距d D x /λ=∆,所以d 增大,x ∆变小。
干涉条纹将变密。
本题答案为A。
3.在空气中做双缝干涉实验,屏幕E上的P处就是明条纹。
若将缝S2盖住,并在S1、S2连线的垂直平分选择题3图面上放一平面反射镜M,其它条件不变(如图),则此时( B )A、 P处仍为明条纹B、 P处为暗条纹C、 P处位于明、暗条纹之间D、屏幕E上无干涉条纹解对于屏幕E上方的P点,从S1直接入射到屏幕E上与从出发S1经平面反射镜M反射后再入射到屏幕上的光相位差在均比原来增 ,因此原来就是明条纹的将变为暗条纹,而原来的暗条纹将变为明条纹。
故本题答案为B。
4.在薄膜干涉实验中,观察到反射光的等倾干涉条纹的中心就是亮斑,则此时透射光的等倾干涉条纹中心就是( B )A、亮斑B、暗斑C、可能就是亮斑,也可能就是暗斑 D 、 无法确定解:反射光与透射光的等倾干涉条纹互补。
本题答案为B 。
5.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上,透明薄膜放在空气中,要使反射光得到干涉加强,则薄膜最小的厚度为 ( B )A 、 λ/4B 、 λ/ (4n )C 、 λ/2D 、 λ/ (2n )6.在折射率为n '=1、60的玻璃表面上涂以折射率n =1、38的MgF 2透明薄膜,可以减少光的反射。
当波长为500、0nm 的单色光垂直入射时,为了实现最小反射,此透明薄膜的最小厚度为( C )A 、 5、0nmB 、 30、0nmC 、 90、6nmD 、 250、0nm解:增透膜 6.904/min ==n e λnm本题答案为C 。
光的干涉
光是电磁波。 可见光在真空中的波长: 0.35m ~ 0.77m 光波在波的强度不太大时，满足波的叠加原理
光的干涉 满足一定条件的两束光叠加时， 光的强度在空间上有一稳定的分布。 驻波就是一种很重要的波的干涉现象。
8
§3.1 光源的相干性
1. 两 列光波的叠加（只 讨论电振动）
E 光矢量，令 E1 // E2 ， 1 2
xk
k
D ,
d
k
0,1,2…
(2k 1) ,
2
x( 2k 1)
(2k 1) D 2d
条纹间距： x D
d
17
条纹特点：
(1) 一系列平行的明暗相间的条纹级次低，两边级次高；
(4)x ，白光入射时，0级明纹中心为白色
（可用来定0级位置）， 其余级明纹构成彩带。
2
2）光的机械波动说（19世纪初--后半世纪）
英国人杨（T.uoung)和法国人菲涅尔(A.T.Fresnel) 通过干涉、衍射、偏振等实验证明了光的波动性 及光的横波性。
性质：弹性机械波，在机械以太中传播。 3）光的电磁说（19世纪的后半期---）
19世纪后半期Maxwell建立电磁理论，提出了 光的电磁性，1887年赫兹用实验证实。
制造； 2）波动光学--研究光的波动性； 3）量子光学--研究光与物质的相互作用。
5
波动光学目录
第三章 光的干涉 第四章 光的衍射 第五章 光的偏振
6
第三章 光的干涉 （Interference of light）
§3.1 光源的相干性
§3.2 双缝干涉及其他分波面干涉实验 §3.3 时间相干性 §3.4 空间相干性 §3.5 光程 §3.6 薄膜干涉（一） — 等厚条纹 §3.7 薄膜干涉（二） — 等倾条纹 §3.8 迈克耳孙干涉仪
光的干涉
光是一种电磁波，是人类以 及各种生物生存不可缺少的最 普通的要素，但对它的规律和 本性的认识经历了漫长的过程。
最早以前很容易观察到的光的规律是光的直 线传播，在机械观的作用下，人们认为光是一些 微粒所组成，光线就是这些“光微粒”的运动路 径。很多人以为牛顿是光的微粒说的创始人和坚 持者，但并没有确凿的证据。实际上牛顿已觉察 到许多光现象可能需要用波动来解释，牛顿环就 是一例，不过它当时未能作出这种解释。他的同 代人惠更斯倒是明确地提出了光是一种波动，但 并没有建立起系统的有说服力的理论。直到进入 19世纪，才由托马斯· 杨和菲涅耳从实验和理论上 建立起一套比较完整的光的波动理论，使人们正 确地认识到光就是一种波动，而光的沿直线前进 只是光的传播过程的特殊情形。
分波面与分振幅
相干光
光程
光程差与相位差
透镜无附加光程差
续上
第二节
17-2
wavefront-splitting interference
17-2
杨氏双缝干涉
单色光杨氏双缝干涉规律
P
θ
θ
d<<D D x<<D
1. 光程差
x D tg
r r2 r1
tg sin
(k=0, 1, 2,)
2
光强最大对应明条纹中心位置（明纹条件），光强最 小对应暗条纹中心位置（暗纹条件），在此两者之间 就是我们所看到的不是最明亮也不是最暗的条纹。
杨氏双缝干涉规律
明纹条件： d sin k 或者 =2k
(k=0, 1, 2, )
k 代表明条 纹的级次
暗纹条件：
d sin (2k 1)
第12章(1) 光的干涉答案
图中数字为各处的折射率图16-23一、选择题【C 】1.(基础训练2)如图16-15所示，平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为e ，并且 n 1 < n 2 > n 3，则两束反射光在相遇点的相位差为（A ） 2πn 2e /（n 1λ1） （B ）[4πn 1e / ( n 2λ1)] + π（C ） [4πn 2e / ( n 1λ1)] + π （D ）4πn 2e /( n 1λ1) 解答：[C]根据折射率的大小关系n 1 < n 2 > n 3，判断，存在半波损失，因此光程 差2/2λδ+=e n 2，相位差πλπδλπϕ∆+==en 422。
其中λ为光在真空中的波长，换算成介质1n 中的波长即为11λλn =，所以答案选【C 】。
【B 】2.(基础训练6）一束波长为 λ 的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度为（A ） λ/4 （B ） λ/(4n) （C ） λ/2 （D ） λ/(2n) 解答：[B]干涉加强对应于明纹，又因存在半波损失，所以光程差()()()2/221/4()/4nd k d k n Min d n λλλλ∆=+=⇒=-⇒=【B 】3.（基础训练8）用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上。
当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹（A ） 向右平移 （B ） 向中心收缩（C ） 向外扩张 （D ） 静止不动 （E ） 向左平移 解答：[B]中央条纹级次最低，随着平凸镜缓慢上移，中央条纹的级次增大即条纹向中心收缩。
【A 】4.（基础训练9）两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射。
若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的（）。
（A ）间隔变小，并向棱边方向平移； （B ）间隔变大，并向远离棱边方向平移； （C ）间隔不变，向棱边方向平移； （D ）间隔变小，并向远离棱边方向平移。
光的干涉的研究历史及发展
本科生毕业论文（设计）(2016）届论文（设计）题目：光的干涉的研究历史及发展学院：物理科学与技术学院专业：科学教育学号: 201210800112姓名：罗舒雲指导老师姓名及职称：秦子雄目录【内容摘要】 (3)【关键词】 (3)1 绪论 (3)1。
1研究对象 (3)1.2研究意义 (3)1。
3写作思路 (3)1。
4研究方法 (4)2 提出背景—-微粒说和波动说之争 (4)2.1牛顿：微粒说 (4)2。
2惠更斯：波动说 (4)3 光的干涉的首次发现历史——杨氏双缝实验 (5)3.1光的干涉的建立起源 (6)3.2从定义出发探讨光的干涉 (6)3.3从原理出发探讨光的干涉 (7)3.4光的干涉当时解决的困难 (8)3.4.1首次测出光波的波长 (8)3。
4.2测薄片的厚度和折射率 (9)3.4。
3测量长度微小改变量 (9)3。
5光的干涉重大性意义 (9)4 应用 (10)4。
1高精度曲率半径干涉测量技术 (10)4.2光纤干涉传感器 (11)5 结束语 (12)光的干涉的研究历史及发展专业：科学教育学号:201210800112 学生姓名：罗舒雲指导老师：秦子雄【内容摘要】光的干涉在光学史上具有承上启下的重大意义,现代物理学中将光的干涉作为光的波动性的最具说服力的说法，光的干涉不仅反驳了坚不可摧的牛顿微粒说，奠定了波动说的基础,为之后光的偏振、衍射以及往后的光学研究等提供了理论依据。
所以说，光的干涉是一个值得深入研究的一个方向,本文主要写作方向是通过写光的干涉的提出背景、定义、原理的建立、解决的问题等来叙述光的干涉的研究历史及其发展，写作方法是翻阅书籍，查找相关文献,老师的指导等。
【关键词】光的干涉；托马斯·杨；历史；发展；1 绪论1.1研究对象光的干涉的研究历史及其发展1.2研究意义研究光的干涉的历史及其发展是一个非常有意义和价值的方向，首先，光的干涉是物理学史上的一个转折：悍动了人们坚持了一个世纪之久的伟大的物理学家牛顿的“微粒说”,支持了惠更斯的“波动说",证实了光是一种波，而非粒子.光的干涉解决了测量波长，薄片的厚度和折射率以及发展到今天有各种干涉仪的精密测量和激光干涉收益了千家万户。
高中物理选择性必修一-第四章-第四节-光的干涉
总结提升
1.由于薄膜干涉是经薄膜前、后表面反射的两束光叠加而形成的，所以 观察时眼睛与光源应在膜的同一侧. 2.在光的薄膜干涉中，前、后表面反射光的光程差由膜的厚度决定，所 以薄膜干涉中同一亮条纹或同一暗条纹应出现在厚度相同的地方，因此 又叫等厚干涉，每一条纹都是水平的. 3.用单色光照射得到明暗相间的条纹，用白光照射得到彩色条纹.
例4 用单色光照射位于竖直平面内的肥皂液薄膜，所观察到的干涉条 纹为
√
解析 由于在光的干涉中亮、暗条纹的位置取决于两列光波相遇时通过 的光程差，则在薄膜干涉中取决于入射点处薄膜的厚度.因肥皂液薄膜在 重力作用下形成了一个上薄下厚的楔形膜，厚度相等的位置在同一条水 平线上，故同一条干涉条纹必然是水平的，由此可知只有选项B正确.
一、光的双缝干涉 导学探究
1.双缝干涉的装置示意图 实验装置如图2所示，有光源、单缝、双缝和光屏.
图2
2.单缝屏的作用 获得一个线光源，使光源有唯一的频率和振动情况.如果用激光直接照射 双缝，可省去单缝屏(托马斯·杨当时没有激光). 3.双缝屏的作用 平行光照射到单缝S上，又照到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频 率相同且振动情况完全一致的相干光.
图3
解析 P点与两缝的距离之差为Δr＝2.1×10－6 m 所以有 N1＝Δλ1r＝26.1××1100－－76mm＝3.5 由此可知，P点与S1、S2的距离差是半波长的奇数倍， 所以用A光在空气中做双缝干涉实验，P点是暗条纹.
(2)已知B光在某种介质中的波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向 空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6).
a光频率较小，同一介质对a光的折射率较小，故D错误.
三、薄膜干涉 1.薄膜干涉中相干光的获得 光照射到薄膜上，在薄膜的前、后两个面反射的光是由同一个实际的光 源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差. 2.薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时，前、后两个面的反射光的光程差等于相应 位置膜厚度的2倍，在某些位置，两列波叠加后相互加强，于是出现亮条 纹；在另一些位置，叠加后相互削弱，于是出现暗条纹.
光的干涉-[新]高中物理选修第一册
光的干涉
学习目标
思维导图
1.通过实验观察,认识光的干
涉现象。理解光是一种波,干涉
是波特有的性质
2.明确光产生干涉的条件
3.理解干涉的原理、干涉条纹
形成的原因及特点,能够利用
明暗条纹产生的条件解决相
应的问题
4.理解薄膜干涉实验的原理、
现象、应用
自主阅读
自我检测
一、光的双缝干涉
通过实验观察,认识光的干涉现象,理解光是一种电磁波。
问题一
问题二
问题三
当堂检测
双缝干涉的条件必须是相干光源,且双缝间的间距必须很小。
问题一
问题二
问题三
当堂检测
典例剖析
例题1双缝干涉实验装置如图所示,当使用波长为6×10-7 m的橙
光做实验时,光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹。若使用波
长为4×10-7 m的紫光重复上述实验,在P和P1点形成的亮、暗条纹
的情况是(
)
A.P和P1都是亮条纹
B.P是亮条纹,P1是暗条纹
C.P是暗条纹,P1是亮条纹
D.P和P1都是暗条纹
问题一
问题二
问题三
当堂检测
答案:B
解析:从单缝S射出的光波被S1、S2两缝分成的两束光为相干光,
由题意,屏中央P到S1、S2距离相等,即由S1、S2分别射出的光到P的
路程差为零,因此P处是亮纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,
加形成的振动“加强区”和“减弱区”。
例题2如图甲为双缝干涉实验的装置示意图。
在线段PS2上作PM=PS1,则S2M=r2-r1,因d≪l,三角形S1S2M可看作直角三角形。
如图所示,在增透膜的前后表面反射的两列光波形成相干波,相互叠加,当路程差为半波长的奇数倍时,在两个表面反射的光产生相消干涉,
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k 3,
k 4,
2n1d 2208 nm 1 1/ 2
2n1d 736 nm 2 1/ 2 2n1d 441 .6nm 3 1/ 2
2n1d 315 .4nm 4 1/ 2
红光 紫光
紫 红 色
增透膜和增反膜
利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率 . 例 为了增加透射率 , 求 氟化镁膜的最小厚度. 已知 空气 n1 1.00 ,氟化镁 n2 1.38 , 550nm
透镜不产生附加光程差 在干涉和衍射装置中经常要用到透镜，光线 经过透镜后并不产生附加光程差。
A B C A B C
a b c a b c
a b c
焦点 F、F 都是亮点， F
·
说明各光线在此同相叠加。
F F
而 A、B、C 或 a、b、c 都在同相面上。说明 AF， BF， CF 或 AF， BF， CF 各光线等光程。
s1 *
r1
P
Δ 相位差 Δ 2π λ
干涉加强
s 2*
r2
n
干涉减弱
Δ (2k 1) , k 0,1,2, 2 (2k 1)π , k 0,1,2,
Δ k, k 0,1,2, 2kπ ,k 0,1,2,
若两相干光源初相位不同，相位差应由初相位和光程差决定。
激 发 态
En
跃迁
1
2 P
基态
自发辐射
t : 10 ~ 10 s
8 10
原子能级及发光跃迁
发光特点： 原子发光是断续 的，每次发光形成一长度有限 的波列, 各原子各次发光相 互独立，各波列互不相干.
（2）激光光源：受激辐射
= (E2-E1) / h
E2 （传播方向、 频率、 完全一样 位相、 振动方向） E1
*折射光没有相位突变
没有半波损失
有 半 波 损 失
n n
1
2
反射波 折射波
n1 n2
n
2
反射波 折射波
n
n1 n2
1
分波面法小结
光程 光程差
为方便计算光经过不同介质时引起的相位差， 引入光程的概念。 真空中： a
· b ·
b a
r
r
— 真空中波长
2n1d , k 1,2, (1) Δr 2dn1 k k k 1, 2n1d 1104 nm k 2, n1d 552nm 绿色
k 3, 2 n1d 368 nm 3
(2) 透射光的光程差
Δt 2dn1 / 2
k 1,
2、相干光的条件
当两列（或多列）相干光波相遇叠加时，在叠加区域光 的强度或明暗有一稳定的分布，这种现象称作光的干涉。
分波面与分振幅
相干光的获得方法
原则是“一分为二” ，有分波振面法和分振幅法 两种 P 1 2 n1
n2
分波振面法
分振幅法 1'
2'
n3
线光源
分波振面法获得相干 光
二、杨氏双缝干涉实验
第17章
波动光学
光学研究光的传播以及它和物质相互作用。 通常分为以下三个部分：
几何光学：以光的直线传播规律为基础，主要 研究各种成像光学仪器的理论。
特别 波动光学：研究光的电磁性质和传播规律， 是干涉、衍射、偏振的理论和应用。 量子光学：以光的量子理论为基础， 研究光与 物质相互作用的规律。 波动光学和量子光学，统称为物理光学。
D
2
n n1
明纹
b
k , k 1,2, Δ
(2k 1) , k 0,1, 暗纹 2
n1 n
讨论
b
n
D
1）劈尖
d 0
L
n / 2
n1
Δ 为暗纹. 2
d
1 (k ) （明纹） 2 2n
b
劈尖干涉
k 2n （暗纹）
2）相邻明纹（暗纹）间的 厚度差
x 变化
2） 、D 一定时， 条纹间距 x与
d 的关系
红光入射的杨氏双缝干涉照片
白光入射的杨氏双缝干涉照片
其他分波阵面干涉实验
紧靠镜端处总是产生暗纹，说明在镜端处反射光与入射光 的相位差为 ，相当于光程差 ，称为 半波损失。
半波损失
*当光从折射率小的光疏介质，正入射或掠入射于折 射率大的光密介质时，则反射光有半波损失。 *当光从折射率大的光密介质，正入射于折射率小的光 疏介质时，反射光没有半波损失。
光程差 相 差 2 π — 真空中波长
【例】计算图中光通过路程r1和r2在P点的相差。
S1
r1 n d
P ·
2
r2
S2
2 r2 r1 n 1d
r2 d nd r1
如图所示：两个初相位相同的相干光源 光程差
Δ nr2 r1
·
S
S
·
·
物点到像点（亮点）各 光线之间的光程差为零。
思考题：
用白光作光源观察双缝干涉。设缝间距为d，
试求能观察到的清晰可见光谱的级次？
例:用白光作光源观察双缝干涉。设缝间距为d， 试求能观察到的清晰可见光谱的级次。 解:白光波长在390～750nm范围。明纹条件为 dsin θ＝土kλ 在θ＝0处，各种波长的光波程差均为零；所以各种波长 的零级条纹在屏x=0处重叠，形成中央白色明纹。 各种波长的同一级次的明纹，由于波长不同而角位置不 同，因而彼此错开，并产生不同级次的条纹的重叠。在 重叠的区域内，靠近中央明纹的两侧，观察到的是由各 种色光形成的彩色条纹，再远处则各色光重叠的结果形 成一片白色，看不到条纹。 最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫 光。
2 2d
条纹间距：
D x d
双缝干涉光强公式
I I1 I 2 2 I1 I 2 cos
设 I1 = I2 = I0，则光强为
2
I 4 I 0 cos 2
I 4I0
光强曲线
-4 -2 -2 -1
d si n 2 π d si n k
-2 /d - /d
23 解 取
Δr 2dn2 (2k 1)
n1 n2
玻璃
d n3 n2
则
氟化镁为增透膜
99.6nm d d min 4n2 （增强） Δt 2n2 d
2
k 0
减弱
2
薄膜干涉（二） — 等厚干涉 1、 劈尖干涉
T
L
n
n1 n1
d
S
劈尖角
M
Δ 2nd
§13-1
光的干涉
一、光源与相干光的条件
二、杨氏双缝干涉实验 三、薄膜干涉 （一）等倾干涉 （二）等厚干涉（劈尖膜、牛顿环） 四、迈克尔逊干涉仪
光波
－它在引起人眼视觉和底片感光 作用 .
上起主要
可见光
一、光源与相干光的条件 1、光源（发射光波的物体称为光源。 ） 光源发光，是大量原子、分子的微观过程。 能级、跃迁、辐射、波列
r
2
介质中： a b n · ·
r
b a
nr
介质
u
c/n
c / n n
— 介质中波长
2π
2π
这表明，光在介质中传播路程 r 和在真空中
传播路程 nr 引起的相位差相同。 我们称 nr 为介质中与路程 r相应的光程。由此得到关系：
d i 1 d i
2n
n
2
b
n1 n
D L
b 2 n
n 2
b
n
L
n / 2
D
3）条纹间距（明纹或暗纹）
n1
n D L L 2b 2nb
b
劈尖干涉
4 ）干涉条纹的移动
每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度 位置改变时，对应的条纹随之移动
有一玻璃劈尖 , 放在空气中 , 劈尖夹 角 8 105 rad , 用波长 589 nm 的单色光垂直 入射时 , 测得干涉条纹的宽度 b 2.4mm , 求 这玻 璃的 折射率.
E2
E1
原子每一次发光的光波是一 段有限长的波列，波列长度 为0.03~3m。其频率一定、振 动方向一定。 = (E2-E1)/h 波列 －8s 持续时间～10
能级跃迁辐射
波列长 L = c
（1）普通光源：自发辐射
· ·
独立（不同原子发的光）
独立（同一原子先后发的光）
发 光 机 制
最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光。
k红 k 1)紫 （
k 紫 红 紫 1.08
从紫到红排列清晰可见光谱只有正负各一级
三、薄膜干涉
薄膜干涉是分振幅干涉。 肥皂泡上的彩色、 日常见到的薄膜干涉： 雨天地上油膜的彩色、 昆虫翅膀的彩色…。 膜的薄、厚是相对的，与光的单色性好坏有关。
明条纹有色散，内侧紫，外侧红；
光束
3.干涉明暗条纹位置的推导：
S1
r1
r2
P
·
x
0
x
d
单色光入射
S2 D
d >> ，D >> d （d 10 -4m， D1m） x 波程差： r2 r1 d sin d tg d D 相位差： 2 π