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1、2. 劈尖干涉,(1)明、暗纹的膜厚:,(2)相邻明纹(暗纹)对应的膜厚之差,d = /2n,(3)两相邻明纹(或暗纹)的间距,复 习,1. 薄膜干涉条纹,反射镜,反射镜,一 迈克耳孙干涉仪,14 4 迈克耳孙干涉仪 等倾干涉,迈克耳孙干涉仪实物,迈克耳孙干涉仪实验装置,光程差,迈克尔孙干涉仪的主要特性,两相干光束在空间完全分开,并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差.,移动反射镜 M1,干涉条纹的移动,当 与 之间距离变大时 ,圆形干涉条纹从中心一个个长出, 并向外扩张, 干涉条纹变密; 距离变小时,圆形干涉条纹一个个向中心缩进, 干涉条纹变稀 .,光程差,插入介质片后
2、光程差,光程差变化,介质片厚度,缝较大时,光是直线传播的,缝很小时,衍射现象明显,光在传播过程中,绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象,称为光的衍射现象。,14 5 光的衍射,一 光的衍射现象,指缝衍射,二 惠更斯 菲涅尔原理,:波阵面上面元 (子波波源),: 时刻波阵面,*,惠更斯原理介质中波动传播到的各点,都可看成是发射子波的新波源,在以后的任何时刻,这些子波的包迹就是新的波阵面。,菲涅尔指出 衍射图中的强度分布是因为衍射时, 波场中各点的强度由各子波在该点的相干叠加决定. P点振动是各子波在此产生的振动的叠加 .,问:如何实现夫琅禾费衍射 ?,三 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射,(衍射角 :向
3、上为正,向下为负 .),菲涅尔半波带法,14 6 单缝的夫琅禾费衍射,一 半波带法,干涉相消(暗纹),干涉加强(明纹),(介于明暗之间),( 个半波带),中央明纹中心,中央明纹集中大部分能量,明条纹级次越高亮度越弱。,全部光线干涉相长,一级明纹中心:,二级明纹中心:,(1) 光强分布:,中央明纹中心:,(2) 明、暗条纹衍射角:,中央明纹角宽度:,(3) 明、暗条纹角宽度:,其余相邻明(或暗)纹:,(等于两第一级暗纹对应的衍射角之和),(4) 明、暗条纹位置:,(5) 明、暗条纹线宽度:,中央明纹的线宽度:,其余相邻明(或暗)纹:,(等于两第一级暗纹间的距离),一定, 越大, 越大,衍射效应越
4、明显.,光直线传播,增大, 减小。,一定,减小, 增大。,衍射最大,第一暗纹的衍射角,单缝宽度b变化,中央明纹宽度如何变化?,越大, 越大,衍射效应越明显.,入射波长变化,衍射效应如何变化 ?,讨论:下面单缝衍射图中,各条入射光线间距相等,问:1)光线 1 与 3 在幕上 P 点相遇时, 两光振动的位相差为什么? 2)P 点是明还是暗?,答:1) 1,3光线在P 点相遇时, 两光振动的位相差为 .,2) P 点是暗点.,例1 一单色平行光垂直入射一单缝,其衍射第三级明纹位置恰好与波长为 600 nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级位置重合,试求该单色光的波长.,解,:艾里斑直径,14 7
5、圆孔衍射 光学仪器分辨本领,问: 为什么我们看不清远处的物体呢 ?,二 瑞利判据,对于两个强度相等的不相干的点光源(物点),一个点光源的爱里斑中心刚好和另一点光源爱里斑边缘相重合,这时两个点光源(或物点)恰为这一光学仪器所分辨.,三 光学仪器的分辨本领,(两光点刚好能分辨),解(1),(2),等号两横线间距不小于 2.2 mm,解 (1)哈勃望远镜的最小分辨角为,(2)人类正在建造新一代太空望远镜韦布,计划于2012年利用欧洲航天局的 “阿丽亚娜5号”火箭发射, 在距离地球150万公里的遥远轨道上运行,以代替将要退役的哈勃望远镜 . 设计中的韦布太空望远镜的主透镜直径至少为 6m , 也可在红外频率下工作,问与哈勃望远镜相比韦布望远镜的分辨率预计可以提高多少倍?,提高的倍数为,解,例 2 太空望远镜,解(1),(2),(1) 明、暗纹条件,角宽度,(2) 中央明纹宽度,线宽度,1. 单缝夫琅禾费衍射,作业p238:14-20,14-21,14-23,最小分辨角,2. 光学仪器的分辨本领,
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