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光学教程:光由光疏介质入射时的半波损失

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:因而洛埃镜实验表明了这样一个事实:光由光疏介质入射时,反射光的位相变化了π,即反射光的光程改变了半个波长,这个现象称半波损失。图1-9 洛埃镜例1-2:在例1-2图所示的洛埃镜实验中,光源S至光屏的距离为2m,到镜面的距离为2mm,洛埃镜长20cm,置于光源和屏之间的中央,实验所用光波波长为λ=500nm。

光学教程:光由光疏介质入射时的半波损失

洛埃把狭缝光源S置于一块平面镜上,从光源S发出的光波的同一波面上,一部分直接照射在屏上,另一部分经平面镜反射后传播到屏上,由平面镜反射的光可看作是由虚光源S'发出的,如图1-9所示,这两部分相干光在相遇区域产生干涉。

如果把屏移近平面镜,并与平面镜贴在一起,在P0点处,两光波所走的路程是一样的,光程差似乎为零,应是亮点,但实验表明P0点是暗点。这一事实说明两光波的光程差不为零,应该等于半个波长,即某一束光的位相发生了的变化,直接照射到屏上的光不可能无故产生位相变化,只可能是反射光产生了位相突变。因而洛埃镜实验表明了这样一个事实:光由光疏介质入射时,反射光的位相变化了π,即反射光的光程改变了半个波长,这个现象称半波损失。半波损失问题在数学处理上是在反射光的光程上加上或减去半个波长。加或减结果是一样的,在以后讨论中,我们采用加半个波长。

图1-9 洛埃镜

例1-2:在例1-2图所示的洛埃镜实验中,光源S至光屏的距离为2m,到镜面的距离为2mm,洛埃镜长20cm,置于光源和屏之间的中央,实验所用光波波长为λ=500nm。求:(1)条纹间距是多少?(2)屏上最多有几条条纹?

解:(1)根据式(1-27),屏上条纹间距为

依题意,d=4mm,L=2m,λ=500nm代入上式有

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(2)由例1-2图中几何关系可知

相干光叠加区域为P2P1,故

此区域条纹数为 条。

例1-2图

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