13.3获得相干光方法杨氏双缝实验

方法一：
由xk
k
D
d
第 k 级明纹中心位置
可得
xkd
kD
方法二： 由x D 相邻明纹（或暗纹）间距
d
可得 x d
D
实际实验时我们采用那种方法那？
（下一页）
实验装置
S1 * S* ＊
S2 *
k=+2 k=+1
k= 0
I
k=-1
问题1。干涉区域是否无限大
k=-2
2，要使干涉区域变宽该如何做？
xk红
xk 1紫
x
0 级明纹 k 级明纹 k+1级明纹
例 双缝干涉实验中，用钠光灯作单色光源，其波长为589.3 nm， 屏与双缝的距离 D=600 mm。
求 (1) d =1.0 mm 和 d =10 mm，两种情况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 0.065 mm，能 分清干涉条纹的双缝间距 d 最大是多少？
解 (1) 明纹间距分别为
x D 6005.893104 0.35 mm
d
1.0
D 600 5.893104
x
0.035 mm
d
10
(2) 双缝间距 d 为
d D 6005.893104 5.4 mm
x
0.065
一、杨氏双缝实验（分波阵面法）
s1
S
s2
明条纹位置 明条纹位置 明条纹位置
2、杨氏干涉条纹
波程差：
r2 r1 d sin
d tg d x （D >> d ）
D k ,
(2k 1) ,
2
xk
ห้องสมุดไป่ตู้
k
D d
,
xk
(2k 1) D
d2
k 0,1,2…
k 0,1,2,3
干涉加强、明纹位置
由普通光源获得相干光的途径（方法）有两类：
分波阵面法
从同一波阵面上的不同部分产生次级波相干
分振幅法
利用光的反射和折射将同一光束分割成振幅 较小的两束相干光
分波面法,如：杨氏双缝干涉
p
S*
分振幅法，如：薄膜干涉
S*
·p
薄膜
（下一页）
13.3 获得相干光的方法 杨氏双缝实验
获得相干光的方法
1. 分波阵面法（杨氏实验) 2. 分振幅法（薄膜干涉)
求 能观察到的清晰可见光谱的级次。 解 在400 ~ 760 nm 范围内，最先发生重叠的是某
一级次的红光和高一级次的紫光明纹条件为
xk红
k
D红
d
xk 1紫
（k
1）D紫
d
k λ红 (k 1) λ紫
xk1紫 xk红 k λ紫 400 1.1
λ 红 λ 紫 760 400 清晰的可见光谱只有一级
干涉减弱、暗纹位置
（下一页）
讨论 (1) 为了能分辨各级，得到干涉图像，要求 d << D。
(2) 相邻明条纹间距 x 正D 比 于 ；
d
条纹周期性排列是光波空间周期性的体现。
(3) 当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地 排列着几条彩色条纹 。
0
2
1
级
级
级
明
明
明
纹
纹
纹
(3) D, d 一定时，由条纹间距可算出单色光的波长
（下一页）
二、洛埃镜
观察屏
S1 • O
S2 •
反射镜
（洛埃镜实验结果与杨氏双缝干涉相似）
• 接触处, 屏上O 点出现暗条纹
半波损失
相当于入射波与反射波之间附加了一个半波长的波程差。
n1 n2 有半波损失 n1 n2 无半波损失
• 透射波没有半波损失
入射波 n1 n2
反射波
例 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。