当前课程知识点:大学物理 >  第十三章 波动光学基础 >  13.1 光的干涉 >  等厚干涉

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等厚干涉在线视频

下一节:13.1.5 习题

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等厚干涉课程教案、知识点、字幕

同学你好

这一节我们来继续讨论薄膜干涉中的等厚干涉

薄膜的反射光中光线1和光线2的光程差

是厚度和入射角度的函数

厚度均匀时

入射角度相同的光线形成同一级条纹

称之为等倾干涉

而入射角度相同时

厚度相同的地方的光线形成同一级条纹

称之为等厚干涉

我们先来看一下劈尖的干涉

劈尖可以看成是薄膜的两个表面不平行

形成了一个很小的夹角

用平行单色光近于垂直劈尖表面入射时

上下两个表面的反射光线

在上表面相遇时就会发生干涉

此时入射角几乎为0

在厚度h处的两条反射光线的光程差δ等于2倍的nh加上二分之λ

这是因为上表面的反射有半波损失

明条纹的位置满足光程差是波长的整数倍

暗条纹的位置满足光程差是半波长的奇数倍

所以厚度是1/4波长奇数倍的地方是明纹中心

厚度是半波长整数倍的地方是暗纹中心

这里边的波长是介质中的波长

这里我们要注意棱边是暗纹中心

我们来看一下条纹的间隔

相邻的明纹或暗纹的厚度差为2n分之λ

表面上明纹或暗纹的间距ΔL等于Δh除以sinθ

由于θ角很小

所以 sinθ约等于θ

再把Δh等于2n分之λ带进来

所以 ΔL就等于λ除以2nθ

劈尖干涉的条纹特点是

条纹是平行于棱边的明暗相间的等间隔直条纹

下面我们来看一下牛顿环的干涉

实验装置是由平凸透镜和平板玻璃形成的

空气薄膜构成的

它与劈尖不同

膜的厚度不是线性变化的

当用单色平行光垂直表面入射时

在空气薄膜的上表面形成干涉条纹

由于半径R远远大于膜的厚度h

入射角度近乎为0

光程差δ等于2h加上二分之λ

膜的下表面反射时有半波损失

牛顿环形成的干涉条纹是同心圆

明环的位置满足光程差是波长的整数倍

暗环的位置满足光程差是半波长的奇数倍

由图中的几何关系推导出干涉环的半径

R等于根号下k减1/2倍的R乘以λ时

形成的是明环

R等于根号下k倍的大Rλ时

这时对应的是暗环 中心是暗点

通过计算可以得到条纹的间距

Δr等于k+1环的半径减去k环的半径

等于大R乘以λ除以k+1环的半径加上k环的半径

可见条纹级次越高

K加一环半径加上K环半径的值越大

那么条纹间距就越小

所以由中心向外随着膜的厚度增加 条纹级次升高

条纹是内疏外密的同心圆

最后我们来介绍一下实验室中常用的

产生等倾干涉和等厚干涉的仪器

迈克尔逊干涉仪

迈克尔逊干涉仪是由一个45度角放置的分光板

一个补偿板和两个平面反射镜组成

分光板的下表面有一层半透半反膜

反射光1经过平面镜M1反射后

再从分光板透过照到观察面上

透射光2经过平面镜M2反射后

再由分光板下表面反射到观察面上

在观察面上两束光发生干涉

补偿板的作用是由于光线1三次通过分光板

而透射光只经过了一次分光板

所以加一个补偿板后

使得透射光也三次经过同样厚度的分光板

在观察面上两束光发生干涉时

光程差是平面镜2相对于分光板的像

与平面镜M1之间距离的二倍

所以当M2平面与M1平面严格垂直时

光束1和2形成的是等倾干涉

平面镜2相对于分光板的像与M1平面有一个很小的夹角时

形成的就是等厚干涉

迈克尔逊干涉仪的应用还有很多

感兴趣的同学可以课下查一下资料

这里就不详细说明了

以上我们讨论了波动光学中的干涉现象

下节课我们将介绍光的衍射现象

好再见

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第一章 质点运动学

-重点、难点指导

-1.1 质点运动状态的描述

--1.1.1 质点运动状态的描述

--位矢 速度和加速度

--1.1.2 讨论

-1.2 圆周运动

--1.2.1 圆周运动

--自然坐标系

--1.2.2 讨论

-1.3 习题

--1.3.1 质点运动学

-作业 质点运动学

第二章 牛顿运动定律

-重点、难点指导

-2.1 牛顿运动定律及其应用

--2.1.1 牛顿运动定律

--运动与力

--2.1.2 讨论

-2.2 习题

--2.2.1 牛顿运动定律的应用

-作业 牛顿运动定律

第三章 功和能

-重点、难点指导

-3.1 功和动能定理

--3.1.1 功和动能定理

--功 动能 动能定理

--3.1.2 讨论

-3.2 势能和机械能守恒

--3.2.1 势能和机械能守恒

--势能 机械能守恒定律

--3.2.2 讨论

-3.3 习题

--3.3.1 功和能

-作业 功和能

第四章 冲量和动量

-重点、难点指导

-4.1 动量定理和动量守恒定律

--4.1.1 动量定理和动量守恒定律

--动量定理及动量守恒

--4.1.2 讨论

-4.2 习题

--4.2.1 冲量和动量

-作业 冲量和动量

第五章 刚体力学基础

-重点、难点指导

-5.1 角动量和角动量定理

--5.1.1 角动量和角动量定理

--角动量

--5.1.2 讨论

-5.2 刚体的转动惯量

--5.2.1 刚体的转动惯量

--刚体的转动惯量

-5.3 转动定律

--5.3.1 转动定律

--刚体的角动量及转动定律

-5.4 转动中的功和能

--5.4.1 转动中的功和能

--转动中的功和能

-5.5 习题

--5.5.1 刚体力学基础

-作业 刚体力学基础

第六章 机械振动基础

-重点、难点指导

-6.1 简谐运动

--6.1.1 简谐运动方程

--简谐运动方程

--6.1.2 简谐运动的能量

--6.1.3 讨论

-6.2 简谐运动的合成

--6.2.1 旋转矢量法

--6.2.2 简谐运动的合成

--简谐运动的合成

-6.3 阻尼振动 受迫振动和共振

--6.3.1 阻尼振动 受迫振动和共振

-6.4 习题

--6.4.1 机械振动基础

-作业 机械振动基础

第七章 机械波

-重点、难点指导

-7.1 简谐波

--7.1.1 简谐波的波函数

--简谐波的波函数

--7.1.2 简谐波的能量

-7.2 波的干涉

--7.2.1 波的干涉

--波的干涉

--7.2.2 驻波

-7.3 多普勒效应

--7.3.1 多普勒效应

-7.4 习题

--7.4.1 机械波基础

-作业 机械波

第八章 热力学

-重点、难点指导

-8.1 热力学第一定律

--8.1.1 热力学第一定律和准静态过程

--功 热量 内能和热力学第一定律

--8.1.2 理想气体的等值过程

--理想气体的等值过程

--8.1.3 热容和绝热过程

--热容和摩尔热容

--绝热过程

--8.1.4 循环过程

--热机循环和制冷循环

--循环效率的计算

--卡诺循环

-8.2 热力学第二定律

--8.2.1 热力学第二定律

-作业 热力学

第九章 气体动理论

-重点、难点指导

-9.1 压强 温度和理想气体状态方程

--9.1.1 理想气体的状态方程

--平衡态 温度和理想气体状态方程

--9.1.2 理想气体的压强和温度

--理想气体的压强

--温度的统计解释

-9.2 分子热运动的统计规律

--9.2.1 能量均分定理

--能量均分定理和内能

--9.2.2 气体分子速率分布律

--麦克斯韦速率分布律

--9.2.3 气体分子的无规则运动

--分子平均碰撞频率和平均自由程

-作业 气体动理论

第十章 静电场

-10.1 电场和电场强度

--重点、难点指导

--10.1.1 电场强度及叠加原理

--电场强度及叠加原理

--10.1.2 高斯定理

--高斯定理

--作业 电场和电场强度叠加

-10.2 电势能和电势

--重点、难点指导

--10.2.1 静电场的环路定理和电势

--静电场的环路定理和电势能

--电势

--电势的计算

--10.2.2 电势梯度

--电势梯度

--作业 电势和电势能

-10.3 静电场中的导体

--重点、难点指导

--10.3.1 导体的静电平衡

--静电感应和静电平衡

--10.3.2 导体静电平衡时静电场的分布

--尖端放电

--作业 静电场中的导体

-10.4 静电场中的电介质

--重点、难点指导

--10.4.1 有电介质时的静电场

--电介质的极化和高斯定律

--10.4.2 电容和静电场能量

--电容 静电场能量

--作业 静电场中的电介质

第十一章 恒定电流的磁场

-11.1 磁场和磁感应强度

--重点、难点指导

--11.1.1 磁场和磁感应强度

--磁场和磁感应强度

--毕奥-萨伐尔定律

--11.1.2 磁场中的积分定理

--磁场中的积分定理

--作业 稳恒磁场的磁感应强度

-11.2 磁力作用

--重点、难点指导

--11.2.1 磁场对电流的作用

--磁场对载流导线的作用

--11.2.2 带电粒子在磁场中的运动

--带电粒子在磁场中的运动

--作业 磁力

-11.3 磁介质

--重点、难点指导

--11.3.1 磁场中的磁介质

--磁场中的磁介质

--作业 磁介质

第十二章 电磁感应与电磁场

-重点、难点指导

-12.1 电磁感应的基本规律

--12.1.1 电磁感应的基本规律

--法拉第电磁感应定律

--动生电动势

--感生电场和感生电动势

--感生电场的计算

-12.2 互感、自感和磁能

--12.1.1 互感 自感和磁能

--互感 自感

--磁场能量

--位移电流

-作业 电磁感应

第十三章 波动光学基础

-13.1 光的干涉

--重点、难点指导

--13.1.1 相干光

--相干光

--13.1.2 杨氏双缝干涉

--杨氏双缝干涉

--讨论

--13.1.3 薄膜干涉(一)——等倾干涉

--等倾干涉

--13.1.4 薄膜干涉(二)——等厚干涉

--等厚干涉

--13.1.5 习题

--作业 光的干涉

-13.2 光的衍射

--重点、难点指导

--13.2.1 单缝夫琅禾费衍射

--单缝夫琅禾费衍射

--13.2.2 光学仪器分辨率

--13.2.3 光栅衍射

--光栅衍射

--13.2.4 习题

--作业 光的衍射

-13.3 光的偏振

--重点、难点指导

--13.3.1 光的偏振态

--光的偏振态

--13.3.2 线偏振光的获得与检测

--马吕斯定律

--13.3.3 反射和折射时光的偏振

--布儒斯特定律

--讨论:反射光和折射光的偏振态

--13.3.4 双折射现象

--13.3.5 习题

--作业 光的偏振

等厚干涉笔记与讨论

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