楊氏雙縫干涉實驗

分波面與分振幅單色點光源分波面法§14-3楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉實驗托馬斯楊ThomasYoung

1773-1829()s這是楊氏的手稿他用類似于水波干涉的原理,通俗地解釋他的雙孔光干涉實驗現(xiàn)象托馬斯楊（英）于1801年用實驗觀察到光的干涉現(xiàn)象。并測量了光的波長，這是光的波動學(xué)說的有力證據(jù)之一。研究來至同一光源的兩束相干光干涉的現(xiàn)象、規(guī)律、特點主要內(nèi)容：楊氏雙縫干涉實驗一、楊氏雙縫干涉p2a觀察屏雙縫紅光入射白光入射光源兩縫間距兩縫與屏距離屏上研究點與屏中心距離紅光入射，在觀察屏出現(xiàn)明暗相間條紋。白光入射，在觀察屏出現(xiàn)彩色條紋，1、楊氏雙縫干涉實驗裝置楊氏雙縫干涉實驗p2a2、干涉條紋干涉加強明紋中心中央明紋一級明紋二級明紋┄┄

干涉減弱暗紋中心光程差一級暗紋二級暗紋┄┄明紋條件暗紋條件楊氏雙縫干涉實驗s12sox12342aD50一、楊氏雙縫干涉光程差干涉加強明紋公式§14-3楊氏雙縫干涉暗紋公式2、干涉條紋1、楊氏雙縫干涉實驗裝置楊氏雙縫干涉實驗3干涉條紋形狀及間距形狀：明暗相間的直條紋(平行于縫)間距：條紋均勻分布，等間距。相鄰兩條明紋或暗紋的距離：級次：中間條紋級次低,以0級明紋為中心，兩邊對稱。明紋條件暗紋條件0級亮紋+1級+2級-1級-2級x觀察屏暗紋Δx楊氏雙縫干涉實驗入射波長變化引起條紋間距變化波長越長，條紋間距越大！楊氏雙縫干涉實驗雙縫間距變化引起條紋間距變化雙縫間距越大，條紋間距越??！楊氏雙縫干涉實驗0級明紋為白色，其余明紋為彩色條紋。4白光入射（多種波長光）k級彩色亮紋所在的位置坐標(biāo)紅紫白紫紫紫紅紅紅k=1k=-1k=-2k=0k=2一級二級一級二級0級同一級波長越長x越大，越向外擴展楊氏雙縫干涉實驗例1、求距離中央亮紋的第5條暗紋的位置s12sox1234暗紋dD5中央亮紋l暗紋公式第五級暗紋注意：當(dāng)縫間距為d時k=1,2,3…暗紋公式k=0,1,2,3…明紋公式條紋間距楊氏雙縫干涉實驗ls1d2soxP633nm0.5mmD3m例2、已知xr？求解法提要條紋間距xrlDd30.51036331093.80103m3.80mm楊氏雙縫干涉實驗問蓋上此薄膜前、后，中央明紋在何處？已知ls12so光程比同厚度的空氣的光程大未蓋薄膜時，O點光程差d0是明紋。解法提要蓋上題設(shè)的薄膜后，O點的光程差改變中央明紋上移例3、楊氏雙縫干涉實驗求待測氣體折射率n容器光程解法提要盛空氣盛待測氣ln0ln光程差dnn0((l每移動一級，光程變化一個波長ldnn0((lNl得nNlln0+移動了級N容器充入待測氣體后，條紋移動了級Nls12s已知空氣n0l在精密測量場合，空氣折射率要用n01.000276n例4、楊氏雙縫干涉實驗解法提要xr題設(shè)的是水中光波干涉條紋間隔，設(shè)水中光波波長為l則xrlDdxrDdl光波在真空的波長ln水l有得n水lxrDd已知s1d2sxPDn水xrsl光波波長求真空中例5、l可以準(zhǔn)確測定光的波長及在水中的波長l楊氏雙縫干涉實驗P1.菲涅耳雙面鏡二、分波陣面干涉的其他實驗等效于相距為d的兩個相干光源（虛光源）S和S發(fā)出的光在距離D處干涉。12xrlDd條紋間距楊氏雙縫干涉實驗2.勞埃德鏡當(dāng)P移動到P/時屏與反射鏡M接觸,由于半波損失,接觸處為暗紋。PML等效于相距為d的兩個相干光源S和S(虛光源)發(fā)出的光在距離D處干涉。12xrlDd條紋間距加強楊氏雙縫干涉實驗dDxl=D條紋間距s12sox1234dD50P加強加強總結(jié)楊氏雙縫干涉PM楊氏雙縫干涉實驗例6

在楊氏實驗裝置中，采用加有藍綠色濾光片的白光光源，它的波長范圍為

=100

nm，平均波長為

=490

nm.試估算從第幾級開始，條紋將變得無法分辨。

k=4,從第五級開始無法分辨.解波長范圍平均波長條紋開始重疊時有白光經(jīng)藍綠色濾光片后，只有藍綠光。楊氏雙縫干涉實驗

例7

單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上，雙縫與屏幕的垂直距離為1m。求（1）從第一條明紋到同側(cè)旁第四明紋間的距離為7.5mm，求單色光的波長；（2）若入射光的波長為600nm，求相鄰兩明紋的距離。解（1）根據(jù)雙縫干涉明