大学物理学-劳埃德镜

杨氏干涉实验中的小孔和狭缝都很小，光通过时还会产生衍射（本章后面会讨论衍射），对实验产生影响而使问题复杂化.为了避免这些影响，劳埃德提出了一种简单的观察干涉现象的实验装置.如图12.31 所示，MN 为一平面反射镜.从狭缝S 射出的光，一部分直接射到屏幕P 上，另一部分掠射到反射镜MN 上，反射后到达屏幕上.反射光可看成由虚光源S ′发出的，此时杨氏双缝干涉实验的定量分析也适用于劳埃德镜实验.这两部分光也是相干光，它们同样是用分波面法得到的，故在屏幕上的叠加区域内可以观察到明、暗相间的干涉条纹.

左移屏幕，条纹变细，间距变小；右移屏幕，条纹变粗，间距变大；若把屏幕移近到和镜面相接触的位置，此时从S1 和S2 发出的光到达接触点N 的路程相等.根据式（12.44）在N 处应该出现明纹，实际上，在接触处为一暗纹.这表明，直接射到屏幕上的光与由镜面反射出来的光在N 处的相位相反，即相位差为π.由于入射光的相位没有变化，所以只能是反射光（从空气射向玻璃并反射）的相位跃变了π，即存在“半波损失”.劳埃德镜实验揭示了这一重要的事实，即光由光疏介质进入光密介质时，在介质表面上反射，且入射角接近90°（掠射）时，反射光存在半波损失.P 点的光程差应为

图12.31　劳埃德镜实验(www.xing528.com)

劳埃德镜实验所得的干涉图样，除了N 点为暗纹外，还和杨氏双缝干涉图样有所不同，它只在N 的一侧有干涉图样，而杨氏干涉条纹则对称地分布在O 点的两侧.