楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)

分波面與分振幅單色點(diǎn)光源分波面法§14-3楊氏雙縫干涉1a托馬斯楊ThomasYoung1773-1829()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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象托馬斯楊（英）于1801年用實(shí)驗(yàn)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(diǎn)主要內(nèi)容：2a一、楊氏雙縫干涉p2a觀察屏雙縫紅光入射白光入射光兩縫間距兩縫與屏距離屏上研究點(diǎn)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(shí)驗(yàn)裝置3ap2a2、干涉條紋干涉加強(qiáng)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4as12sox12342aD50一、楊氏雙縫干涉光程差干涉加強(qiáng)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(shí)驗(yàn)裝置5a3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Δx6a入射波長變化引起條紋間距變化波長越長，條紋間距越大！7a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?。?a0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(kuò)展9a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10als1d2soxP633nm0.5mmD3m例2、已知xr？求解法提要條紋間距xrlDd30.51036331093.80103m3.80mm11a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(diǎn)光程差d0是明紋。解法提要蓋上題設(shè)的薄膜后，O點(diǎn)的光程差改變中央明紋上移例3、12a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、13a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l14aP1.菲涅耳雙面鏡二、分波陣面干涉的其他實(shí)驗(yàn)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15a2.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(qiáng)16adDxl=D條紋間距s12sox1234dD50P加強(qiáng)加強(qiáng)總結(jié)楊氏雙縫干涉PM17a例6

在楊氏實(shí)驗(yàn)裝置中，采用加有藍(lán)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(lán)綠色濾光片后，只有藍(lán)綠光。18a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