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杨氏干涉模型.ppt

上传人:hyngb9260 文档编号:12255921 上传时间:2021-12-06 格式:PPT 页数:34 大小:1.34MB
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资源描述

1、1 第七章 光的干涉和干涉仪 第二节杨氏干涉模型 2 知识丰富人生科技振兴中华 3 一 光波相干性的数学描述 矢量为光波振动矢量 photovector 两光波在P点叠加 两光波在P点叠加后的相对强度 若 干涉项 interferenceterm 4 5 P点的光强度 如果 不恒定 如果 恒定 不相干 1 两波振动方向相同 Coherentcondition 2 频率相同 3 初相位差恒定 6 相长干涉 明纹 m 0 1 2 3 相消干涉 暗纹 m 0 1 2 3 相干叠加 7 波程差 1 光程 光在真空中通过的几何路程 介质中的波长 光程差 二 光程 8 2 光波相干性的光程计算 初位相相同

2、 9 3 相干光的产生的方法 10 如果只用一盏钠光灯 并用黑纸盖住钠光灯的中部 使两部分的光同时照射到点 如下图所示 问能否产生干涉 为什么 11 4 透镜不引起附加的光程差 焦平面 当用透镜或透镜组成的光学仪器观测干涉时 观测仪器不会带来附加的光程差 12 5 半波损失 2 反射光 由光疏介质射向光密介质 有半波损失 反射光 由光密介质射向光疏介质 无半波损失 透射光 无半波损失 说明 13 三 杨氏双缝干涉实验 1 实验模型 14 明条纹 明条纹 明条纹 观测屏 interferencefringe 暗条纹 暗条纹 15 两光波的波程 在空气中n1 n2 1 16 光强极小 暗条纹 光强

3、极大 明条纹 Orderofinterference 2 两相干光的波程差 17 3 明暗条纹的位置 4 屏上相邻明条纹或相邻暗条纹间距为 一系列平行等间距的明暗相间条纹 当 条纹不易被分辨 18 5 条纹的强度分布曲线 光强分布曲线 19 6 若用白色光源 则干涉条纹是彩色的 I 20 条纹间距 700nm550nm400nm 21 22 例1 以单色光照射到相距为0 2mm的双缝上 双缝与屏幕的垂直距离为1m 1 从第一级明纹到同侧的第四级明纹的距离为7 5mm 求单色光的波长 2 若入射光的波长为600nm 求相邻两明纹间的距离 解 1 2 23 1 明纹间距分别为 2 双缝间距d为 0

4、 065mm 能分清干涉条纹的双缝间距d最大为多少 解 例2 在双缝干涉实验中 用钠光灯作单色光源 其波长为 已知屏到双缝的距离为 求 1 和 两种情况下 相邻明 条纹间距分别为多大 2 若相邻条纹的最小分辨距离为 24 例3 有一单色光垂直照射在杨氏双缝实验装置上 已知双缝间距为d 1 1297mm 在缝后放置一接收屏 测得相邻明条纹的间距为0 5362mm 试设计实验方案 确定该单色光波长 解 根据双缝干涉规律 可知 将屏向后移动50cm 测得相邻明条纹的间距为0 8043mm 强调 是基本关系式 25 例4 用白光作光源观察杨氏双缝干涉 设缝间距为d 缝面与屏距离为D 试求能观察到的清晰

5、可见光谱的级次 解 最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光 结论 清晰的可见光谱只有一级 只能取一级 26 P 1 菲涅耳双面镜 四 分波前干涉的其它一些实验 27 2 洛埃单镜 P M 洛埃镜与菲涅耳双面镜的实验结果与杨氏双缝干涉相似 28 菲涅耳双棱镜分波面干涉 3 菲涅耳双棱镜 29 例5 杨氏干涉的应用 问 原来的零极条纹移至何处 若移至原来的第m级明条纹处 其厚度h为多少 已知 S2缝上覆盖的介质厚度为h 折射率为n 设入射光的波长为 解 从S1和S2发出的相干光所对应的光程差 当光程差为零时 对应零条纹的位置应满足 所以零级明条纹下移 30 原来m级明条纹位置满足 设有介质

6、时零级明条纹移到原来第m级处 它必须同时满足 结果 31 例6 在杨氏双缝实验中 当作如下调节时 屏幕上的干涉条纹将如何变化 1 将整个装置全部浸入水中 2 使两缝之间的距离逐渐减小 3 保持双缝的间距不变 使双缝与屏幕的距离逐渐减小 4 把狭缝S1遮住 5 把狭缝S1遮住 并在两缝的垂直平分线上水平放置一块平面反射镜 6 用一很薄的玻片覆盖狭缝S1 7 狭缝S向下移动 中心不变 间距变小 中心不变 间距变大 中心不变 间距变小 单缝衍射 中心改变 间距不变 中心改变 间距不变 中心上移 间距不变 32 例7 两个缝分用n1 1 4和n2 1 7的厚度相同的玻璃片遮盖 在光屏上原来的中央明纹处 现在为第5级明纹所占据 若 600nm 求玻片厚度 设玻片垂直光路 提示 33 作业习题 P2331 3 4 5 6 预习 P182 191双光束干涉条纹的形状 对比度及其影响因素 34 再见

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