托马斯·杨的光干涉实验(双语)

托马斯· 杨
1773~1829
He was not only the leaders of the field of physics . Beat name to enjoy the world and
widely read, Lightwave learn acoustic science, fluid dynamics, shipbuilding engineering, tidal theory, capillary action, with the pendulum measuring gravitational theory of rainbow ... mechanics, mathematics , optics, acoustics, linguistics, zoology, Egyptology ...... art, he is also quite interested in, and love of fine arts. 他不仅在物理学领域领袖群英、名享世界， 而且涉猎甚广，光波学、声波学、流体动力 学、造船工程、潮汐理论、毛细作用、用摆 测量引力、虹的理论……力学、数学、光学、 声学、语言学、动物学、埃及学……
D D x xk 1 xk x k d d 4) 改变光源S位置，当S上移时，干涉条纹整体向下 平移，条纹间距不变； S下移时，零级明纹上移，干 涉条纹整体向上平移；
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5） 同理S1S2上（下）移时，零级明纹上（下）移
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6)白光入射，则干涉条纹是彩色的 a bc d e
与 x d 的关系如何？
D x d
D x k d
双缝干涉
其它各级条纹相应向中央明纹靠近，条纹变密。反之，条纹变 稀疏。
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,D不变，增大双缝间距(d)，中央条纹明纹中心位置不变，
3)d和 不变,双缝与屏幕间距 D 减小，中央明纹中 心位置不变，其它各级条纹相应向中央明纹靠近，条 纹变密。反之，条纹变稀疏。
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二、定量分析
s
s1
d o
q
r1
q
B
r2
x
o
s 2 r
D
波程差可写为： r2 r1 d sin q 式中q 是B点到双缝中心的连线与水平方向之间的夹角 sin q tgq x / D 因q 很小， x d
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D
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1、干涉加强的条件为：
• 他对艺术还颇有兴趣，热爱美术，几乎会 演奏当时的所有乐器，并且会制造天文器 材，还研究了保险经济问题。而且托马 斯· 杨擅长骑马，并且会耍杂技走钢丝。 • He can play almost all the instruments of that time, and the manufacture of astronomical equipment, and insurance also studied economic problems. And Thomas Young specializes in horseback riding, and acrobatics tightrope.
2
k 1
干涉级次越高，重叠越容易发生。
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四、 劳埃德镜
P'
P
M
L
D
半波损失 ：光由光速较大的介质射向光速 较小的介质时，反射光位相突变 。
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半波损失 光密介质：折射率较大的介质 光疏介质：折射率较小的介质 光从光疏介质 射到光密介质 表面反射时，反射光 位相跃变p，即有半波损失。
d
干涉条纹是距离分布的。
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2、干涉减弱的条件为： x d (2k 1) D 2
k 1, 2,
屏上产生暗条纹的位置为： D x (2k 1) k 1, 2, d 2 中央明纹两侧对称地分布着暗条纹，相邻或暗条纹 间距为： D x xk 1 xk (与k 无关） d
干涉条纹是等距离分布的
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三、讨论（影响干涉条纹的几个主要因素）
一定时， 若 变化， 则 将怎样变化？ x D 1）d 、
D x d
D x k d
• D ，d 不变,波长增大，条纹变稀疏。反之，条纹变稠密。
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2） 、 D 一定时，条纹间距
• 假如你认为光是波 ，准备通过哪些物理 现象来证明呢？
一、实验
1 、 实验装置

S d
S2
D
S1
r1
r2
P x o
单色光：只有单一波长的光。 S1和S2之间的距离很小（约为0.2mm），观察屏与 狭缝之间的距离约为1m以上。
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2、条纹分布 观察屏上出现一系列稳定的、对称的明暗相 间条纹，条纹间的距离彼此相等，且都与狭缝平 行，O处的中央条纹是明条纹。
有半波损失
没有半波损失
n1
n1
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杨氏双缝干涉的应用
测量波长 测量厚度和折射率
测量微小改变量
例：
关于光的干涉现象，下列说法正确的是（ ） A．在双缝干涉实验中，亮条纹的宽度是不等的 B．在双缝干涉实验中，把入射光由红色光换成紫 色光，相邻亮条纹间距变宽 C．只有相干光源发出的光才能在叠加时产生干涉 现象 D．频率不相同的两列光也能发生干涉现象
interference of light 托马斯· 杨的光干涉实验
光 的 干 涉
1801年，英国物理学家托马斯· 杨（1773~1829） 在实验室里成功的观察到了光的干涉．
托马斯· 杨（Thomas Young，1773～1829 ）英国 医生、物理学家，光的波动说的奠基人之一。
Thomas Young (Thomas Young, 1773 ~ 1829) British physician, physicist, one of the founders of the wave theory of light.
x d k D (k 0,1, 2, )
屏上产生明条纹的位置为： D
x k d
k 0,1, 2,
其中k=0，对应的光程差为0，相应的条纹为中央明纹 中央明纹两侧对称地分布着明条纹，相邻明条纹间距 为： D x xk 1 xk （与k 无关）