- 高中光的干涉原理
高中光的干涉原理主要包括:
1. 光的相干条件:只有两束光波在空间相遇时,具有相同的波长、频率和偏振状态,才能相互叠加,产生干涉现象。
2. 光的干涉原理在现实生活中有很多应用,例如:光的干涉现象在军事、医学、光学玻璃加工、精密测量等领域都有应用。
3. 干涉的基本类型包括等厚干涉和等倾干涉。等厚干涉是由平行光入射到厚度变化和平滑表面发生反射形成的;等倾干涉是用平行的单色光投射到相当于两个完全反射面镜的相干光源上形成的。
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相关例题:
题目:
一束平行单色光从空气垂直入射到半透膜的前表面。半透膜具有较小的折射率,其后的玻璃后表面反射回来的光与入射光振动方向相同。已知入射光的光强为I0,求反射光的光强I1和透射光的光强I2。
解答:
1. 薄膜干涉原理:当一束平行的单色光束射到薄膜的前表面时,从薄膜的前、后两个表面反射回来的光波由于光程差的原因发生叠加,产生干涉现象。
2. 设入射光的波长为λ,折射率为n,半透膜的厚度为d。
3. 根据光的干涉原理,反射光的光强为:
I1 = 2I0cos²θ1 / (n²+cos²θ1)
其中,θ1为入射角。
4. 透射光的光强为:
I2 = I0 - I1 = I0 - 2I0cos²θ1 / (n²+cos²θ1)
5. 由于半透膜后的玻璃后表面反射回来的光与入射光振动方向相同,所以反射角等于入射角。
6. 根据几何关系,可得到反射角θ2与入射角θ1的关系:θ2 = θ1 + 90° - d/λ
7. 将θ2代入反射光的光强公式中,得到:
I1 = 2I0cos²θ1 / (n²+cos²(θ1 + θ2)) = 2I0cos²θ1 / (n²+cos²(θ1 + θ2 - d/λ))
8. 由于入射光线垂直入射到半透膜的前表面,所以入射角θ1为90度。代入上式可得:
I1 = 2I0cos²(90度- d/λ) / (n²+cos²(90度- d/λ)) = I0(n²-1) / (n²+cos²(d/λ))
9. 将上述结果代入透射光的光强公式中,得到:
I2 = I0 - I1 = I0 - I0(n²-1) / (n²+cos²(d/λ)) = I0cos²(d/λ) / (n²+cos²(d/λ))
这个例题考察了光的干涉原理在薄膜干涉中的应用,需要理解光的干涉原理和几何关系才能正确解答。其中涉及到的公式需要熟练掌握。
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