1.光源光源：發(fā)光的物體。兩大類光源：普通光源、激光光源。普通光源按光的激發(fā)分為以下幾種：熱光源：利用熱能激發(fā)的光源。電致發(fā)光：由電能直接轉換為光能。光致發(fā)光：由光激發(fā)引起的發(fā)光現(xiàn)象。光的干涉一、光的相干性專題講座5包括教材P203-222化學發(fā)光：由化學反應引起的的發(fā)光現(xiàn)象。1.光源普通光源發(fā)光的兩個特點：間歇性

——各原子發(fā)光是間歇的，平均發(fā)光時間t約為10-8～10-11s，所發(fā)出的是一段長為L=ct的光波列。隨機性

——每次發(fā)光是隨機的，所發(fā)出各波列的振動方向和振動初相位都不相同。因此，兩個普通光源發(fā)出的光不可能產生干涉。一、光的相干性

光是某一波段的電磁波。

可見光的波長為400~760nm。

具有一定頻率的光稱為單色光。

頻率不同的光復合起來稱為復合光。二、光的干涉現(xiàn)象干涉條件：頻率相同，振動方向相同，有恒定的相位差。干涉定義：滿足相干條件的兩列或兩列以上的波，它們在空間的重疊區(qū)域內各點相遇時，將發(fā)生干涉現(xiàn)象。相干光：能產生干涉現(xiàn)象的光。相干光源：能產生相干光的光源。光不管在真空還是介質中傳播，其頻率ν是不變的。傳播速度：

真空中的光速c＞介質中的光速v故

真空中的波長λ

＞介質中的波長λ'2、透鏡的等光程性

adegF與bhF幾何路程不等，但是光程相等。abc三點在同一波面上，相位相等。到達F點形成亮點，F(xiàn)屏ed..gh..acb...3、附加光程介質t光程=D－t＋nt

=D+（n－1）t附加光程4、光程差與位相差的關系λ

為波長。說明abc三條光線到達F點無相位差。三、光程附加光程1、光程定義：光程=折射率×幾何路程=nD透鏡的使用不會引起附加的光程差。DAB未放介質時，AB之間的光程為D放入介質后，AB之間的光程為：四、雙縫干涉

英國醫(yī)生兼物理學家托馬斯·楊(T.

Yang)于1801年首先成功地進行了光干涉實驗，并看到了干涉條紋，使光的波動學說得到了證實。（1）實驗現(xiàn)象1、楊氏雙縫實驗Pθθ（2）理論分析（D＞＞x）如圖，

S1和S2到屏上P點的光程差為（D＞＞d）

中央亮紋一級亮紋一級亮紋二級亮紋二級亮紋一級暗紋一級暗紋二級暗紋二級暗紋

k=0時，為零級明條紋或稱中央明紋，對于明條紋，k=1，2，……為第一級，第二級，……明條紋。對于暗條紋，k=1，2，……為第一級，第二級，……暗條紋。（1）第k級明條紋的位置：討論：即：楊氏干涉條紋是明暗相間的等間隔條紋。（4）若用白光照射，在屏幕上可以得到彩色干涉條紋。（2）相鄰兩明紋的間距：（3）可測量照射光的波長S*白光照射雙縫:零級明紋：白色其余明紋：彩色光譜內紫外紅2、菲涅耳雙鏡實驗ABS2**122屏*S點光源CM1M2aS11鏡子3、勞埃鏡實驗S1S2*MAB屏*S1S2*MAB屏*考慮問題：當屏移到A’B’位置時，在屏上的P

點應該出現(xiàn)暗條紋還是明紋？BAP.′′在屏上P

點出現(xiàn)暗條紋。這一結論證實，光在鏡子表面反射時有相位突變。相當于光波多（少）走了半個波長。如果光從光疏媒質傳向光密媒質并在其分界面上反射時將發(fā)生半波損失。折射波無半波損失。若n1<n2，稱媒質1為光疏媒質，媒質2為光密媒質。3、勞埃鏡實驗例13-1:

楊氏雙縫的間距為0.2mm，距離屏幕為1m。(1)若第一到第四級明紋距離為7.5mm，求入射光波長。(2)若入射光的波長為600nm，求相鄰兩明紋的間距。解:根據(jù)公式例13-2:

楊氏雙縫的一個縫被折射率為1.40的薄玻璃所蓋，另一縫被折射率為1.70的的薄玻璃所蓋，屏上原來中央極大處被原來的第五級亮紋所占據(jù)。假定入射光的波長為λ＝480nm，兩玻璃的厚度相同，求玻璃片的厚度t。解：SS12dO光線S1O的光程為：光線S2O的光程為：光程差為：作業(yè)：教材：P26513-8，13-10，P26613-11；指導：P2653。五、薄膜干涉n1niiγ121'2'光1、2—反射光光1'、2'

—透射光γ2

入射光到達薄膜表面被分解為反射光和折射光。折射光經(jīng)下表面反射和上表面的折射，回到上表面上方的空間，與上表面的反射光交疊而發(fā)生干涉。因反射光和折射光都只攜帶了入射光的一部分能量，而能量與振幅的平方成正比，所以利用界面將入射光分解而獲得相干光束的方法屬于分振幅法。五、薄膜干涉薄膜干涉一般分為兩類，即等傾干涉和等厚干涉。1、薄膜干涉的一般性討論由B點向光1作垂線交于D。由幾何關系根據(jù)折射定律：n1n2eCi121'2'iγγDABi反射光1、2的光程差為：所以所以1、薄膜干涉的一般性討論n1n2eCi121'2'iγγDABi考慮到半波損失，反射光1、2的光程差：透射光無半波損失，1'、2'的光程差：所以反射光與透射光明暗條紋正好相反。1、薄膜干涉的一般性討論分析與討論：1.光程差是入射角的函數(shù)，這意味著對于同一級條紋具有相同的傾角，故稱這種干涉為等傾干涉。2.光線垂直入射時，反射光的光程差為：3.

薄膜厚度對干涉條紋的影響2、薄膜的等傾干涉薄膜厚度均勻(e一定)，光程差

隨入射角i變化增透膜和增反膜增透膜在透鏡表面鍍一層厚度均勻的透明介質膜，使其上、下表面對某種色光的反射光產生相消干涉，其結果是減少了該光的反射，增加了它的透射。照相機鏡頭眼鏡6.薄膜等傾干涉的應用激光器諧振腔宇航服增反膜利用薄膜干涉原理，使薄膜上、下表面對某種色光的反射光發(fā)生相長干涉，其結果是增加了該光的反射，減少了它的透射。增透膜（低膜）的計算垂直入射的反射光在兩個界面上都有半波損失，因此

使反射極小，則透射極大，達到增透的效果，即

膜的光學厚度為增反膜（高膜）滿足解:依題意反射光干涉最小，上下表明都有半波損失，故例13-3:

照相機透鏡常鍍上一層透明薄膜，目的就是利用干涉原理減少表面的反射，使更多的光進入透鏡。常用的鍍膜物質是MgF2，折射率n=1.38，為使可見光譜中=550nm的光有最小反射，問膜厚e=？n2=1.38n3=1.50n1=1

k=0,1,2,…對應于最小厚度，k=0，得到

說明：入射光能量一定，反射光能量減弱必然使透射能量增強，所以這種膜稱為增透膜。例13-4:空氣中肥皂膜(n1=1.33)，厚為0.32m。如用白光垂直入射，問從正面看肥皂膜呈現(xiàn)什么色彩？解:反射光干涉極大2=567nm(黃綠光)可見光范圍400~760nm3、薄膜的等厚干涉(1)劈尖干涉介質劈尖空氣劈尖n干涉情況分析

nθ光程差：相鄰兩暗（明）紋的間距：根據(jù)暗紋條件：顯然，——劈尖公式（1）利用劈尖可以測量微小角度θ，微小厚度及照射光的波長。（2）在尖端是暗紋。（3）對于同一級干涉條紋，具有相同的介質厚度。3、討論：夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變小，條紋變寬，條紋向右移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動夾角變大，條紋變密，條紋向左移動應用：薄膜厚度的測量Ldl薄膜厚度：條紋數(shù)測量原理

在半導體元件生產中，測定硅片上二氧化硅薄膜厚度的常用方法是：將薄膜的一部分磨成劈形膜，通過觀察垂直入射光在察垂直入射光在其上面產生的干涉條紋，計算出厚度。

例13-5:

有一玻璃劈尖，放在空氣中，劈尖夾角=810-6rad.波長=0.589m的單色光垂直入射時，測得干涉條紋的寬度為l=2.4mm，求玻璃的折射率。解：(2)牛頓環(huán)a.牛頓環(huán)的特點：干涉條紋是以平凸透鏡與平面玻璃板的接觸點為圓心的明暗相間的圓環(huán)，中心為暗點；條紋間距不相等，且內疏外密。b.牛頓環(huán)的計算分析首先分析反射光的干涉：設r

為某級干涉環(huán)的半徑eRR–err反射光光程差為：∵則明環(huán)暗環(huán)得明環(huán)半徑暗環(huán)半徑牛頓環(huán)的討論（1）從透射光中觀測，中心點是暗點還是亮點？——亮點（2）可以用來測量光波波長。（3）應用例子：用于檢驗透鏡質量。牛頓環(huán)的應用——波長測量例13-6:

已知：用紫光照射，借助于低