1、光屏上明暗条纹分布
S1
d M
S2
N
r1 r2
D
P
x
O
x
k=2 第二级明纹 k=2
k=1 第一级明纹 k=1
k=0 中央明纹 k=1 第一级明纹 k=1 k=2 第二级明纹 k=2
条件 : d D , 很小 1)明纹中心 x K D , k 0,1,2
明条纹. r2 r1 k
暗条纹.
r2
2）激光器发出的光是相干光。
第十二章 波动光学
4、如何从普通光中获得相干光
1）基本思想：光源上
同一个原子同一次所发
a
的一个光波列设法分成
两个光波列（相干光）。
2）分波阵面法：从同一
波阵面上分出两束相干
光（杨氏双缝）
S
3）分振幅法：从同一波 列中分出两束振幅不同的 相干光（薄膜干涉）
注意：由上述方法得到的两 束相干光初相相同。
(1）几何光程差1通过光路图求出
半波损失（相位突变））（该实验意义）
实光源
A
A
s1
屏
.P
s2
虚光源 平面镜 B
B
光从空气射向玻璃发生反射时，反射光有大小为 的 相位突变。相当于光波多（少）走了半个波长的距离。
当光从光疏媒质射向光密媒质界面反射时,反射光有 半波损失。
第十二章 波动光学
五 薄膜干涉 1、分折薄膜干涉的大概步骤
1）找薄膜 2）找相干光 反射光干涉、透射光干涉 3）计算相干光总光程差（关键） *总光程差等于几何光程差加上由 于半波损失引起的附加光程差.
r1
2k
1
2
r2
r1
d
sin
d
tan
d
x D
d
2)暗纹中心 x (2K 1) D , k 1, 2
d2
3）相邻明(暗) 纹间距（宽度）
x D
d
注意：级次K、光程差、光屏上位置等的对应关系。
第十二章 波动光学
2、杨氏双缝干涉图象:明暗相间地、对称地、等间距 地分布在中央明纹两侧。
单色光的干涉
a1 a1
a2
a2
S1
S2
i
a DC
b
n A
B
a1 a2
e
第十二章 波动光学
二、光程 光程差 *决定光波相位变化的是几何路程吗？
1、光程
光在真空中（n=1）走几何路程r相
位的改变
2 r
光在折射率为n的介质中走 几何路程r相位的改变
光程：折射率n和光所通过的 几何路程r的乘积
2 r 2 nr '
白光的干涉
3、若入射光为白光时，只有中央明纹是白色，其他 各级明纹都是由紫色到红色向外排列形成。
第十二章 波动光学
例 以单色光照射到相距为0.2 mm的双缝上，双缝与
屏幕的垂直距离为1 m.(1)从第一级明纹到同侧的第
四级明纹间的距离为7.5 mm，求单色光的波长；(2)
若入射光的波长为600 nm,中央明纹中心距离最邻近
L nr
第十二章 波动光学
2、光程差：两束光的光程之差。 3、相位差与光程差的关系式
2 —真空中光的波长
4、薄透镜的等光程性
光路中放入透镜后，虽改 变了光线的传播路径，但 不改变光线间的光程差.
第十二章 波动光学
5、用光程差表示干涉加强（明条纹）和减弱（暗条
纹）的条件

解（1）
xk
D d
kλ ,
k 0,
1,
2,
Δx14
x4
x1
D d
k4
k1
λ d x14 500 nm D k4 k1
（2） x’ (2k 1) D
d2
x’ 1 D λ 1.5 mm 2d
14
第十二章 波动光学
例.杨氏双缝实验中,在一个光路上放置n为1.58、厚度为
8.5m 的云母片,使原中央明纹移至第9级明纹处,求入射
光波长
解: 中央明纹的光程
L
差是多少？ 0
r2 r1 9
(r1 l) nl r2
(n 1) l 9
(n 1)l (1.58 1) 8.5 106 5.5 107 (m)
k
9
第十二章 波动光学
四 劳埃德镜实验
第十二章 波动光学
解：
A （1）
B
C
n
AB BC
c
v
v c n
n AB 2 4
BC
1.5
3
（2）
L
AB n0
BC n
2 11.5
4 3
4( m )
第十二章 波动光学
三、杨氏双缝干涉实验 英国科学家托马斯·杨在1802年首先用实 验的方法研究了光的干涉现象，为光的波 动理论确定了实验基础。
第十二章 波动光学
射线
短波无线电波
X射线
波长 m 108
104
100 104 108 1012 1016
2、光速与折射率关系 v=c/n C是光在真空中的速度。
第十二章 波动光学
第一节 光的干涉 一、光的相干性
1、光的干涉：两束相干光在相遇区域形成稳定的明 暗相间的条纹分布的现象。 2、相干条件 ①振动方向相同 ②频率相同 ③初相相同或相 位差恒定 明显干涉条纹
• 理解物质的旋光性。 • 了解圆孔衍射。
第十二章 波动光学
引言 1、光是电磁波，一般指电磁波谱中的可见光部分。
电磁波谱
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
频率Hz
长波无线电波
红外线 紫外线
760nm 可见光 400nm
*光强相差不能太大 *光程差不能太大
第十二章 波动光学
3、普通光源发出的光不是相干光
1）普通光源发光特点
E2
光波列
E1 *间歇性
10-9～ 10-8s
光波列长度有限
*随机性：光波列的初相位没有固定关 系、振动方向和频率不一定相同
· ·
独立(不同原子发的光不是相干光)
独立(同一原子先后发的不是相干光)
第十二章 波动光学
1、光的干涉 2、光的衍射 3、光的偏振 4*偏振光的应用 5*液晶的光学特性
第十二章 波动光学
教学基本要求
• 掌握杨氏双缝干涉、夫琅禾费单缝衍射、 光栅衍射的基本原理和公式。
• 理解光程、光程差、半波损失等概念及薄 膜干涉、劈尖干涉、牛顿环的有关原理和 公式。
• 掌握偏振的有关概念及马吕斯定律，理解 布儒斯特定律和光的双折射现象。
2
光程差是半波长 的偶数倍
2）暗条纹 6、说明
(2m 1)
2
光程差是半波 长的奇数倍
（1）光程的物理意义：光在介质中通过的几何路程折 算到同一时间内真空中通过的路程.
（2）多种介质中光程
L niri
i
…
n1 n2 … ni
r1 r2
ri
第十二章 波动光学
例：如图，光通过AB和BC的时间相等，AB在真空 中，长为2m，BC在介质中，长为1. 5m，求（1）介 质折射率，（2）A到C的总光程。