楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)

1、1. 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)17-2 托馬斯 楊pr1r2xx0 xIxxDdo相干光的獲得：分波陣面法d ，D d (d 10-4m, D m)光路原理圖：楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)2. 干涉明暗條紋的位置xpr1r2x Ddo2.1 波程差的計算設(shè)實(shí)驗(yàn)在真空（或空氣）中進(jìn)行，則波程差為：明紋中心暗紋中心 兩相鄰明紋（或暗紋）間距干涉相長，明紋干涉相消，暗紋2.2 干涉明暗條紋的位置(1) 一系列平行的明暗相間的條紋； (3) 2.3 條紋特點(diǎn)：(2) 不太大時條紋等間距； 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)第一次測定了 波長這個重要的物理量。雙縫干涉條紋1.思考題2.例題一：3.例題二：4. 菲涅耳雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)干涉現(xiàn)象測定氣體折射率

2、白光雙縫干涉雙縫干涉在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中：（1）如何使屏上的干涉條紋間距變寬？（2）將雙縫干涉裝置由空氣中放入水中時， 屏上的干涉條紋有何變化？（3）若S1、S2兩條縫的寬度不等，條紋有何 變化？思考雙縫干涉選題目的：討論影響雙縫干涉條紋分布的因素。（1）若D、d 已定，只有，條紋間距 變寬。若已定，只有D、d（仍然滿足d )，條紋間距 變寬。干涉明暗條紋的位置兩相鄰明紋（或暗紋）間距 n水 n空氣實(shí)驗(yàn)裝置放入水中后條紋間距變小。（2）將雙縫干涉裝置由空氣中放入水中時， 屏上的干涉條紋有何變化？干涉明暗條紋的位置（3）兩條縫的寬度不等，使兩光束的強(qiáng)度不等；雖然干涉條紋中心距不變，但原極小處的強(qiáng)度不

3、再為零，條紋的可見度變差。Io2-24-44I1現(xiàn)：可見度差原：可見度好振幅比 決定可見度的因素：光源的寬度光源的單色性IImaxImino2-24-4干涉明暗條紋的位置Io2-24-44I1現(xiàn)：可見度差原：可見度好振幅比 決定可見度的因素：光源的寬度光源的單色性IImaxImino2-24-4（3）兩條縫的寬度不等，使兩光束的強(qiáng)度不等；雖然干涉條紋中心距不變，但原極小處的強(qiáng)度不再為零，條紋的可見度變差。干涉明暗條紋的位置例1 用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時，能觀察到幾級清晰可辨的彩色光譜？ 解: 用白光照射時，除中央明紋為白光外，兩側(cè)形成內(nèi)紫外紅的對稱彩色光譜.當(dāng)k級紅色明紋位置xk紅大于k+1級紫

4、色明紋位置x(k+1)紫時，光譜就發(fā)生重疊。據(jù)前述內(nèi)容有干涉明暗條紋的位置 將 紅 = 7600， 紫 = 4000代入得 k=1.1 這一結(jié)果表明：在中央白色明紋兩側(cè)， 只有第一級彩色光譜是清晰可辨的。由 xk紅 = x(k+1)紫 的臨界情況可得因?yàn)?k只能取整數(shù)，所以應(yīng)取 k=2干涉明暗條紋的位置 將 紅 = 7600， 紫 = 4000代入得 k=1.1 因?yàn)?k只能取整數(shù)，所以應(yīng)取 k=2 這一結(jié)果表明：在中央白色明紋兩側(cè)， 只有第一級彩色光譜是清晰可辨的。由 xk紅 = x(k+1)紫 的臨界情況可得干涉明暗條紋的位置 將 紅 = 7600， 紫 = 4000代入得K=1.1 因?yàn)?/p>

5、 k只能取整數(shù)， 所以應(yīng)取k=2這一結(jié)果表明： 在中央白色明紋兩側(cè)，只有第一級彩 色光譜是清晰可辨的。干涉明暗條紋的位置lPs1s2sp0 例2 圖示一種利用干涉現(xiàn)象測定氣體折射率的原理圖。在縫S1后面放一長為l的透明容器，在待測氣體注入容器而將空氣排出的過程中，屏幕上的干涉條紋就會移動。通過測定干涉條紋的移動數(shù)可以推知?dú)怏w的折射率，問若待測氣體的折射率大 于空氣折射率, 干涉條紋如何移動？ 設(shè)l=2.0cm，光波波長 =5893 ,空氣折射率 為1.000276, 充以某種 氣體后，條紋移過20 條，這種氣體的折射率為多少 (不計透明容器的器壁厚度) ?干涉明暗條紋的位置 解 ： 1.討論干

6、涉條紋的移動，可跟蹤屏幕上某一條紋(如零級亮條紋), 研究它的移動也就能了解干涉條紋的整體移動情況.lPs1s2sp0 當(dāng)容器未充氣時，測量裝置實(shí)際上是楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置。其零級亮紋出現(xiàn)在屏上與 S1 、S2 對稱的P0點(diǎn).從S1 、S2射出的光在此處相遇時光程差為零。 容器充氣后，S1射出的光線經(jīng)容器時光程要增加，零級亮紋應(yīng)在 P0的上方某處P出現(xiàn)，因而整個條紋要向上移動。干涉明暗條紋的位置 2.按題義，條紋上移20條，P0處現(xiàn)在出現(xiàn)第20 級亮條紋，因而有Pp0ls1s2s 光程 S1P0 - S2P0=N 其中 N=20， 為移過的條紋數(shù)，而 光程 S1P0 - S2P0= nl -

7、nln，n 分別為氣體和空氣的折射率，所以有nl nl = N n= n+ / l干涉明暗條紋的位置 2.按題義，條紋上移20條，P0處現(xiàn)在出現(xiàn)第20級 亮條紋，因而有l(wèi)Ps1s2sp0光程 S1P0 - S2P0=N 其中 N=20，為移過的條紋數(shù)，而光程 S1P0 - S2P0= nl - nln，n 分別為氣體和空氣的折射率，所以有nl nl = N n= n+ / l干涉明暗條紋的位置3. 菲涅耳雙棱鏡干涉實(shí)驗(yàn)EEMNss1s2dBCpABCM1M2s點(diǎn)光源4. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)屏平面鏡ABCM1M2s點(diǎn)光源屏s1s2虛光源平面鏡4. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)ABCM1M2s點(diǎn)光源11

8、屏s1s24. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)ABCM1M2s點(diǎn)光源22屏s1s24. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)ABCM1M2s點(diǎn)光源1122屏s1s24. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)ABCM1M2s點(diǎn)光源1122屏s1s24. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)ABCM1M2s點(diǎn)光源1122屏s1s2rlD4. 菲涅耳雙面鏡干涉實(shí)驗(yàn)MAB屏P問題： 5. 洛埃德鏡實(shí)驗(yàn).BAs1s2虛光源反射鏡點(diǎn)光源 當(dāng)屏移到 位置時，在屏上的P 點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)暗條紋還是明條紋？ MABBA屏P.s1s2 5. 洛埃德鏡實(shí)驗(yàn)當(dāng)屏移到 位置時，在屏上的P 點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。MABBA屏P.s1s2 5. 洛埃德鏡實(shí)驗(yàn) 當(dāng)屏移到 位置時，在屏上的P 點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋。這一結(jié)論證實(shí)，光在鏡子表面反射時有相位 突變。媒質(zhì)1 光疏媒質(zhì)媒質(zhì)2 光密媒質(zhì)n1n2折射波反射波入射波 光在垂直入射（i =0）或者掠入射（i =90）的情況下，如果光是從光疏媒質(zhì)傳向光密媒質(zhì)，在其分界面上反射時將發(fā)生半波損失。 折射波無半波損失。半波損失若