物理光学知识点

ⅱ 等倾干涉:条纹间距

eN?f2n0n?h(N?1??)

eN?1N

即越向边缘环的半径越大,条纹越密 等厚干涉:(牛顿环)em⑵ 不同点:(1分) ⅰ等倾干涉:?

?12R?,m增加 em减少 ,即 越向外条纹越密 m?2nhcos???2 对于h固定时,θ=0是中央条纹,即

??2nh??2nh??2 光程差和干涉极次最大,当环半径增大时对应θ增大Δ减小,m减小

ⅱ等厚干涉:??2 (若小角度入射时)

中央条纹的光程差最小即 干涉极次最小即

???2

12??m? m?

当环的半径增大时,干涉极次和光程差都在增大。

⑶ 实验上区别的方法,可以改变h值的方法(用手压h减小,反之h增大)(2分) ⅰ 等倾干涉:??2nhcos?变小时cosθ

?m?,每个圆条纹均有自己的干涉极次m,对于m亮环来说,当h

必然要增大,以保持m?不变,因此这第m极环所对应的半张角θ0 就跟着减小,也就是环的

?2nh?半径不断减小,环向中心收缩而且每减少一个环,中心点的亮暗就要变化一次。 ⅱ 等厚干涉:??2 ,对于h=0时是中央条纹,干涉极次最小,等厚干涉的每一条纹是对应

膜上厚度相同的点,当h减小Δ减小,对应干涉极次m减小,所以对于原来同一位置即同一半径r处当h减小时,干涉极次由m减小到m-1,即牛顿环在h变化时向外扩张。

13 画出迈克尔逊干涉仪的原理图,说明产生干涉的原理及补偿板的作用。

解:① 扩展光源S发出光束在A面上反射和透射后分为强度相等的两束相干光⑴和⑵。⑴经M1反射后通过A面,⑵经M2反射后通过A面,两者形成干涉,⑴和⑵干涉可看作M2在A面内虚像M2′和M1构成的虚平板产生的干涉。(2分)

② P2作用是补偿光路,相干光⑴一共经过平板P1三次,附加光程差为3nl,相干光⑵一共经过平板P1一次,附加光程差为nl。由于在空气中行程无法补偿,所以加P2使⑵走过的光程同⑴,P1 与P2材料、厚度完全相同且平行。(2分)

(3分)

13

14 写出平行平板多光束干涉的光强分布公式,并给出公式中各项的物理意义,并分析透射光强I(t)的最大,

最小值分别是多少?(5分)

I(t)1解:⑴光强分布: (0)?I1?Fsin2⑵各项含义:F?2 (1分)

?4R(0)(t) R –反射率 –入射光光强 –透射光相干后在干涉仪处的光II2(1?R)强 (1分), δ–相邻两透射光位相差(1分) ⑶Imax Imin(t)(t)1(0)?I?I(0) 当sin?0 有最大值(1分) 1?021??I(0) 当sin?1 有最小值(1分)

21?F?15 在双缝实验中,就下列两种情况,用曲线表示出观察屏上的光强分布,并讨论其特点。①复色光源只

含有波长400.0nm和500.0nm,强度相等的两成分②复色光源只含有波长400.0nm,550.0nm和700.0nm,强度相等的三种成分。并由此推论白光干涉图样的特点。 解:⑴双缝干涉,得到屏幕上亮暗条纹位置如下

亮条纹:

Xm?m?d0D

m?0,?1,?2?(1分) 暗条纹:

Xm?m?d0D

35m??12,?2,?2?(1分)

亮条纹:m=0时对于不同的λ有相同的X值,即X0=0,当λ增加,Xm增加,即λ的

2的一级亮条纹对应

X2大于λ

1的一级亮条纹对应的

X1,如图(a),(b)所示。

图(a)(

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