光的干涉和杨氏双缝干涉实验ppt课件
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杨氏双缝干涉实验 ppt课件
x明 k d
r1 r2
D
P
x O
E
P点为明条纹。
k=0, ±1, ±2, ±3...
MO虚线上方取“＋”下方
取“－”，所以k有正负
之分 PPT课件
5
S1 So
x
P2
k=2
P1
k=1 x
O
k=0
S2
k= 0, x 0
k=-1
k=-2
H
中央明条纹或零级明纹
D
k=±1,
x 1
d
一级明条纹
D
P点的明暗决定于S1 S 2到P点 的相位差：
k
明纹
r 2
r 1
{
(2k
1)PPT课件
暗纹
2
P
x O
E
2(r2 r1 )
4
r2 r1 dsin
d tg xd
D
（1）明纹条件
xd k
D
S1 dM
s2
D
D
k=±2,
x 2 2
d
二级明条纹 PPT课件
明条纹之间间距
x D
d
6
（2）暗纹条件
当
xdຫໍສະໝຸດ (2k 1)
D
2
D
x (2k 1)
暗
2d
k=0,1,2,3...
P点为暗条纹
PPT课件
7
S1 So
S2
x
P2 P1 O
H
k=1 x
k=0
k=0
k=-1
k= 0,
3、用微测目镜测出干涉条纹的间距 x ，双缝到 测微目镜焦平面上叉丝分化板的距离D。
r1 r2
D
P
x O
E
P点为明条纹。
k=0, ±1, ±2, ±3...
MO虚线上方取“＋”下方
取“－”，所以k有正负
之分 PPT课件
5
S1 So
x
P2
k=2
P1
k=1 x
O
k=0
S2
k= 0, x 0
k=-1
k=-2
H
中央明条纹或零级明纹
D
k=±1,
x 1
d
一级明条纹
D
P点的明暗决定于S1 S 2到P点 的相位差：
k
明纹
r 2
r 1
{
(2k
1)PPT课件
暗纹
2
P
x O
E
2(r2 r1 )
4
r2 r1 dsin
d tg xd
D
（1）明纹条件
xd k
D
S1 dM
s2
D
D
k=±2,
x 2 2
d
二级明条纹 PPT课件
明条纹之间间距
x D
d
6
（2）暗纹条件
当
xdຫໍສະໝຸດ (2k 1)
D
2
D
x (2k 1)
暗
2d
k=0,1,2,3...
P点为暗条纹
PPT课件
7
S1 So
S2
x
P2 P1 O
H
k=1 x
k=0
k=0
k=-1
k= 0,
3、用微测目镜测出干涉条纹的间距 x ，双缝到 测微目镜焦平面上叉丝分化板的距离D。
杨氏双缝干涉实验全版.ppt
解 白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光。
波长范围21 100 nm
平均波长 1 2 490nm
2
1 440 nm 2 540 nm
2 1 100 2 1 980
条纹开始重叠时有 k2 ( k 1)1
k 1 1
0
2 1
k=4,从第五级开始无法分.辨.。...
例7 单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。 求（1）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；
（2）若入射光的波长为600nm，求相邻两明纹的距离。
解（1）根据双缝干涉明纹分布条件： x k D
d
明纹间距：
x1、4
x4
x1
D
d
(k4
k1)
k 0，1，2，
得： dx1、4
D(k4 k1)
将 d=0.2mm，x1，4 =7.5mm，D =1000mm 代入
上式
0.2 7.5
5104 mm 500nm
1、 杨氏双缝干涉实验装置
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
..。..
4a
k 0,1,2,
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件 暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：
x
观察屏 暗纹 +2级 +1级 0级亮纹
1000 (4 1)
（2）由
x D
d
x D 1000 6104 3.0mm
《大学物理实验课件：双缝干涉与杨氏实验》
Use a ruler or caliper to measure the distances involved in the experiment.
Take photos of the interference pattern to aid in data analysis and presentation.
Understand the concept of path difference and its effect on interference fringes.Leabharlann 3 Interference
Equation
Derive the equation for calculating the position of interference fringes.
Wavefront Engineering
Learn how double slit interference is used in various applications, such as wavefront engineering for optics.
Optical Interferometry
Experimental Setup
Understand the components and arrangement required to observe double slit interference.
Observing Interference
Discover how the pattern of bright and dark fringes is formed on a screen.
distance to optimize the
interference pattern.
《光的干涉》课件人教版
5．图 1 是用单色光照射透明标准板，来检查 b 的上表面的平直情 况，观察到的现象如图 2 所示，则以下说法正确的是( D )
A．图 2 的图样是由于光从 a 的上表面和 b 的下表面反射后干涉的结果 B．图 2 的图样是由于光从 a 的上表面和 b 的上表面反射后干涉的结果 C．图 2 的图样说明 b 的上表面某处向上凸起 D．图 2 的图样说明 b 的上表面某处向下凹陷
课时训练
一、选择题 1．下列关于双缝干涉实验的说法正确的是( B ) A．单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源 B．双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源 C．用红光照射狭缝 S1，用紫光照射狭缝 S2，屏上将出现干 涉条纹 D．在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的 空间却没有干涉发生
解析 根据薄膜干涉产生的原理可知，图 2 的图样是由于光 从 a 的下表面和 b 的上表面反射后干涉的结果，故 A、B 两项错 误．薄膜干涉是等厚干涉，即亮条纹处空气膜的厚度相同；现在 向左弯曲，说明提前出现条纹，则说明 b 的表面某处向下凹陷， 故 C 项错误，D 项正确．
6．如图为单色光双缝干涉实验某一时刻的 波形，S1、S2 为双缝，实线和虚线分别表示各 缝发出的光的波峰和波谷．在此时刻，介质 中 A 点为波峰相叠加点，B 点为波谷相叠加 点，A、B 连线上的 C 点为某中间状态相叠加点．如果把屏分别 放在 A、B、C 三个位置，那么( A )
3．光的干涉条件 两列光的频率相同、振动方向相同、相位差恒定． 4．干涉条纹间距：相邻两条亮条纹或暗条纹间的距离Δx＝ dl λ. 二、光的薄膜干涉及其应用 1．薄膜干涉：光照到薄膜上，从膜的前表面和后表面反射 回来的光再次相遇而产生的干涉现象．
2．常见的薄膜干涉现象：白光照射肥皂液膜出现彩色条纹、 蚌壳内表面透明薄膜上呈现各种色彩、有透明薄膜保护层的激光 唱片呈现彩色等．
波动光学第1讲——光的干涉 杨氏双缝干涉.ppt
三棱镜 滤光片 激光器件
三. 光的相干性
光的干涉现象：
当两列相干光相遇时,在相遇空间出现明暗稳定 分布的现象
1、原子的发光机理
E
0
E 3
1.5eV
E 2
3.4eV
E 1
13.6eV
波列
E
E 3
波列长L =
E
c (E E )/h
2
2
1
E
1
● ●
●
●
0 1.5eV 3.4eV
d
(n 1)d 3.5
S1
r1
d 3.5
n 1
a
S2
r2 D
o
3.5 632 .8 10 9 1.4 1
5.5 10 -6 m
作 业 题：习题16.12、16.14、16.15； 预习内容：§16.4-16.5 复习内容： 本讲
2、相干光的获得
利用普通光源获得相干光的方法的基本原理是把由 光源同一点发出的光设法分成两部分，然后再使这两部分
叠加起来。
分波阵面法
在同一波面上两固定点光源，发出的光 产生干涉的方法为分波面法。如杨氏双 缝干涉实验（图1）
分振幅法
一束光线经过介质薄膜的反射与折射， 形成的两束光线产生干涉的方法为分振 幅法。如薄膜干涉（图2）。
讨论
以中央明条纹为中心、两侧对称分布的、 平行等距的明暗相间的直条纹
三．菲涅耳双棱镜干涉
P
S： 线光源 B： 障碍物
B
P： 屏
S
:M1、M2：平面镜
A： 镜交线 镜面夹角
S1M21
S2
A M2
O
r : S与A距离
三. 光的相干性
光的干涉现象：
当两列相干光相遇时,在相遇空间出现明暗稳定 分布的现象
1、原子的发光机理
E
0
E 3
1.5eV
E 2
3.4eV
E 1
13.6eV
波列
E
E 3
波列长L =
E
c (E E )/h
2
2
1
E
1
● ●
●
●
0 1.5eV 3.4eV
d
(n 1)d 3.5
S1
r1
d 3.5
n 1
a
S2
r2 D
o
3.5 632 .8 10 9 1.4 1
5.5 10 -6 m
作 业 题：习题16.12、16.14、16.15； 预习内容：§16.4-16.5 复习内容： 本讲
2、相干光的获得
利用普通光源获得相干光的方法的基本原理是把由 光源同一点发出的光设法分成两部分，然后再使这两部分
叠加起来。
分波阵面法
在同一波面上两固定点光源，发出的光 产生干涉的方法为分波面法。如杨氏双 缝干涉实验（图1）
分振幅法
一束光线经过介质薄膜的反射与折射， 形成的两束光线产生干涉的方法为分振 幅法。如薄膜干涉（图2）。
讨论
以中央明条纹为中心、两侧对称分布的、 平行等距的明暗相间的直条纹
三．菲涅耳双棱镜干涉
P
S： 线光源 B： 障碍物
B
P： 屏
S
:M1、M2：平面镜
A： 镜交线 镜面夹角
S1M21
S2
A M2
O
r : S与A距离
杨氏双缝干涉实验PPT课件
解:用白光照射时，除中央明纹为白光外，两侧形成内紫外红的 对称彩色光谱。
当k级红色明纹位置xk红大于k+1级紫色明纹位置x(k+1)紫时，光 谱就发生重叠。据前述内容有
xk红
k
D d
红
x(k 1)紫
(k
1)
D d
紫
35
例10 双缝间的距离d=0.25mm,双缝到屏幕的距离Ｄ
=50cm,用波长4000Å～7000Å的白光照射双缝，求第2级明
第 k 级明条纹处，其厚度 h 为
h
多少？
r1
r2
解：从S1和S2发出的相干光所对应的光程差
(r2 h nh) r1
当光程差为零时，对应 零条纹的位置应满足：
r2 r1 ( n 1 )h 0
所以零级明条纹下移
31
原来k级明条纹位置满足：
S1
r2 r1 k
S2
设有介质时零级明条纹移到原来
解 ｛1｝d= 1.2 mm
e D 500 5.893 104 0.25 mm
d
1.2
d=10 mm
e D 500 5.893 104 0.030 mm
d
10
｛2｝ e 0.065mm
双缝间距d为
d D 500 5.893 10 4 4.5 mm
e
0.065
34
例9 用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的 彩色光谱？
不加透明薄片时，出现第3 级明纹的条件是： r2 r1 3
由以上两式可得： ( n 1)e 3
n
3 e
1
3 550109 2.58 106
1 1.58
是云母片。
30
杨氏双缝干涉实验(课堂PPT)
分波面与分振幅
1
2
一、 杨氏双缝干涉
1、 杨氏双缝干涉实验装置
双缝
s
s1
2ao
s2
2a
r1 r2
D
D 2a
D
红光入射
观察屏
Bp
x
o
白光入射
x
3
2、干涉条纹
r2 r1 r
s 2asin
D 2a
s1
2a
o
r1
r2
p
x
o
sin tan x / D
2a tan 2a x
s 2 r
D
D
2a x k
D
干涉加强
x k D
2a
明纹中心
k 0,1,2,
x0 0 中央明纹
x1
D
2a
一级明纹
D
x2 a
二级明纹┄┄
2a
x D
(2k
1)
2Leabharlann 干涉减弱 x (2k 1) D
4a
暗纹中心 k 0,1,2,
x1
D
4a
一级暗纹
x2
3D
4a
二级暗纹 ┄┄
4
一、杨氏双缝干涉
1、 杨氏双缝干涉实验装置
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
4a
k 0,1,2,
5
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件 暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：
1
2
一、 杨氏双缝干涉
1、 杨氏双缝干涉实验装置
双缝
s
s1
2ao
s2
2a
r1 r2
D
D 2a
D
红光入射
观察屏
Bp
x
o
白光入射
x
3
2、干涉条纹
r2 r1 r
s 2asin
D 2a
s1
2a
o
r1
r2
p
x
o
sin tan x / D
2a tan 2a x
s 2 r
D
D
2a x k
D
干涉加强
x k D
2a
明纹中心
k 0,1,2,
x0 0 中央明纹
x1
D
2a
一级明纹
D
x2 a
二级明纹┄┄
2a
x D
(2k
1)
2Leabharlann 干涉减弱 x (2k 1) D
4a
暗纹中心 k 0,1,2,
x1
D
4a
一级暗纹
x2
3D
4a
二级暗纹 ┄┄
4
一、杨氏双缝干涉
1、 杨氏双缝干涉实验装置
光程差
2a
x D
k
干涉加强
2、干涉条纹
明纹公式 x k D
2a
暗纹公式 x (2k 1) D
4a
k 0,1,2,
5
3 干涉条纹形状及间距
明纹条件 暗纹条件
x k D
x
2a (2k 1)
D
4a
k 0,1,2,
相邻两条明纹或暗纹的距离：
光的干涉 课件ppt(共29张PPT)
1、什么是干涉条纹的间距?
(k=1,2,3,等）
亮纹
暗纹
结论：
表达式： 亮纹：光程差 δ =kλ（ k=0，1，2，等） 暗纹：光程差 δ =（2k-1)λ/2 (k=1,2,3,等）
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
1、什么是干涉条纹的间距?
双缝 S1
屏幕
△x
S2
△x
★条纹间距的含义：亮纹或 暗纹之间的距离总是相等的， 亮纹和亮纹之间的距离或暗 纹和暗纹之间的距离叫做条 纹间距。
★我们所说的亮纹是指最 亮的地方，暗纹是最暗的地 方，从最亮到最暗有一个过 渡，条纹间距实际上是最亮 和最亮或最暗和最暗之间的 距离。
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝
屏幕
S1
d
L
S2
重做干涉实验，并定性寻找规律．
①d、λ不变，只改变屏与缝之 间的距离L——L越大，条纹间距越
白光的干涉图样是什么样？ 【学生实验】观察白炽灯光的干涉。
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
二、运用光的波动理论进行分析 三、干涉条纹的间距与哪些因素有关
四、波长和频率
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过 相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另
（1）形成明暗相间的条纹
一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波
谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的
振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝
A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现 亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。
(k=1,2,3,等）
亮纹
暗纹
结论：
表达式： 亮纹：光程差 δ =kλ（ k=0，1，2，等） 暗纹：光程差 δ =（2k-1)λ/2 (k=1,2,3,等）
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
1、什么是干涉条纹的间距?
双缝 S1
屏幕
△x
S2
△x
★条纹间距的含义：亮纹或 暗纹之间的距离总是相等的， 亮纹和亮纹之间的距离或暗 纹和暗纹之间的距离叫做条 纹间距。
★我们所说的亮纹是指最 亮的地方，暗纹是最暗的地 方，从最亮到最暗有一个过 渡，条纹间距实际上是最亮 和最亮或最暗和最暗之间的 距离。
三、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
2、干涉条纹的间距与哪些因素有关?
双缝
屏幕
S1
d
L
S2
重做干涉实验，并定性寻找规律．
①d、λ不变，只改变屏与缝之 间的距离L——L越大，条纹间距越
白光的干涉图样是什么样？ 【学生实验】观察白炽灯光的干涉。
①明暗相间的彩色条纹； ②中央为白色亮条纹； ③干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的； ④在每条彩色亮纹中红光总是在外缘，紫光在内线。
一、光的干涉现象---杨氏干涉实验
二、运用光的波动理论进行分析 三、干涉条纹的间距与哪些因素有关
四、波长和频率
由于从S1S2发出的光是振动情况完全相同，又经过 相同的路程到达P点，其中一条光传来的是波峰，另
（1）形成明暗相间的条纹
一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波
谷，另一条传来的也一定是波谷，确信在P点激起的
振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇，振幅A＝
A1+A2为最大，P点总是振动加强的地方，故应出现 亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。
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3
光的干涉
双缝干涉
激双 光缝 束
屏上看到明暗相间的条纹 结论:光是一种波
屏
4
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
亮条纹 亮条纹
5
6
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2n
2
（ n=0，1，2，3…）
7
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
暗条纹
8
9
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
7、换用不同的颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求
出相应色光的波长。
22
四、误差分析 ：测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距Δx测 不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，其误差属于偶然 误差，可采用多次测量取平均值法来进一步减小。
P1
S1 P
S2
12
例题1:在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观 察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光 用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透 过绿光），这时 ( C )
A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干 涉条纹消失．
B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条 纹仍然存在．
C.从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的整数倍时,出
现亮条纹
D.从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的奇数倍时,出
现暗条纹
15
第四节 实验：双缝干涉测光的波长
像屏
单
双缝屏
缝
屏
单色光
16
一、光的干涉
杨氏双缝干涉的理论解释：
两缝之间距离为d，光屛距光 源的距离为L
（1）方法一：
P1到两光源之间的光程差： Δr= P1S2 - P1S1= S2D,因为 L》d， 可以认为SD⊥P1S2 ， Δr =dsin∠S2S1D d非常小，光屛上有光线到达，并具有一定亮度的区域到中心P的 距离较近，所以，x≈x/ = P1P=Ltan∠P1S2D/ ≈Lsin∠பைடு நூலகம்2S1D
光的干涉
1
科学简史
英国医生和物理学家。对物理学的贡献， 除了提出“能”的概念（1807年）和杨氏弹性系 数之外，最大的成就就是1801提出光的干涉理论。
2
杨氏双缝干涉 二、杨氏双缝实验
S1 *
像
S*
屏
S2 *
双 缝 屏
将同一光源发出 的光(频率相同) 通过一个狭缝 （振动方向一致） 再通过一与单缝 平行的双缝（相 干光源）
C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮 光．
D、屏上无任何亮光．
13
（2）白光干涉图样分析
红光
＋
蓝光
……
红700nm 兰470nm
……
白光
亮暗相间彩色条纹
X = L d
14
2 在单色光的双缝干涉实验中
（ BC ）
A.两列光波波谷和波谷重叠处出现暗条纹
B.两列光波波峰和波峰重叠处出现亮条纹
s 2n
2
（ n=0，1，2，3…）
n=0：0级亮条纹 （中央亮条纹） n=1：1级亮条纹 n=2：2级亮条纹
暗条纹 s2n1
（ n=0，1，2，3…）2
n=0：1级暗条纹 n=1：2级暗条纹 n=2：3级暗条纹
10
双缝干涉图样
单
色
激
S1
光
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
3、放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5—10cm,使缝相 互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到 白光的双缝干涉图样；
4、在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样 5、分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化 6、已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，用测量头测 出相邻两条亮（或暗）纹间的距离△x，由λ=d △x/L，计算单 色光的波长，为了减小误差，可测出n条亮纹（或暗纹）间的 距离a，则△x=a/(n-1)
19
光源发出的光经过滤光片成为单色光。单色光通 过单缝后，相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图 样。干涉条纹可以从屏上观察到。
根据公式λ=dΔx/L可计算波长， 其 中 d是双缝间的距离，双缝到屏的距离L可以用米尺 测量，相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx用测量头测出 （如图所示）
20
1、测量头由分划板、目镜、 手轮等构成。转动手轮， 分划板会左右移动。 2、测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中 心见图所示计下此时手轮上的读数。转动测量头 ，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，计下 此时手轮上的读数。两次读数之差就表示这两条 纹间的距离。
Δr= d x L
若为明条纹， Δr= ±kλ (k=0、1、2…….）
即： x k L
d
若即为：x暗条(2纹k，1)ΔLr=±（2k-1)λ/2 (k=1、2…….）
2d
17
（2）方法二：
令P1P=χ (P1S2)2=L2+(x+d/2)2 (P1S1)2=L2+(x-d/2)2 (P1S2)2-(P1S1)2=
3、 测出n条亮（暗）纹间的距离a，就可以求 出相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx=a/(n-1)。换 用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有 什么变化，求出相应的波长。
21
三、实验步骤 ：1、把直径约为10cm，长约为1m的遮光筒水平放在光具座上， 筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏； 2、取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光 能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；
(P1S2-P1S1)(P1S2+P1S1)=2χd 由于χ很小，L》d，所以P1S2+P1S1≈2L。 Δr=P1S2-P1S1=2χd/2L=χd/L，χ=LΔr/d 明条纹: Δr=±Nλ (N=1、2、……)， χ=±NLλ/d； 暗条纹：Δr= ±（2N+1/2）λ （N=1、2、……）
χ=±L（2N+1/2）λ/d
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
11
光的干涉
双缝干涉
1、两个独立的光源发出的光不是相干光，双缝干 涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光，在光屏 上形成稳定的干涉条纹．
2、在双缝干涉实验 中，光屏上某点到双缝 的路程差为半波长的偶 数倍时，该点出现亮条 纹；光屏上某点到双缝 的路程差为半波长的奇 数倍时，该点出现暗条 纹．
相邻明条纹间距： Δx=xn-xn-1= NLλ/d-(N-1) Lλ/d= Lλ/d ；
相邻暗条纹间距：
Δx=xn-xn-1= L（2N+1/2）λ/d- L（2N-1/2）λ/d= Lλ/d
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实验：用双缝干涉测量光的波长
一、实验目的 ：
二、实验原理 ：
1、了解光波产生稳定干涉现象的条件。 2、观察白光及单色光的双缝干涉图样。 3、测定单色光的波长。
光的干涉
双缝干涉
激双 光缝 束
屏上看到明暗相间的条纹 结论:光是一种波
屏
4
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
亮条纹 亮条纹
5
6
出现亮条纹的条件
亮条纹
s 2n
2
（ n=0，1，2，3…）
7
探究2： 出现明暗相间条纹的条件
S1
S2
暗条纹
8
9
出现亮条纹和暗条纹的条件
亮条纹
7、换用不同的颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求
出相应色光的波长。
22
四、误差分析 ：测定单色光的波长，其误差主要由测量引起，条纹间距Δx测 不准，或双缝到屏的距离测不准都会引起误差，其误差属于偶然 误差，可采用多次测量取平均值法来进一步减小。
P1
S1 P
S2
12
例题1:在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观 察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光 用只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透 过绿光），这时 ( C )
A、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干 涉条纹消失．
B、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条 纹仍然存在．
C.从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的整数倍时,出
现亮条纹
D.从两个狭缝到达屏上的路程差是波长的奇数倍时,出
现暗条纹
15
第四节 实验：双缝干涉测光的波长
像屏
单
双缝屏
缝
屏
单色光
16
一、光的干涉
杨氏双缝干涉的理论解释：
两缝之间距离为d，光屛距光 源的距离为L
（1）方法一：
P1到两光源之间的光程差： Δr= P1S2 - P1S1= S2D,因为 L》d， 可以认为SD⊥P1S2 ， Δr =dsin∠S2S1D d非常小，光屛上有光线到达，并具有一定亮度的区域到中心P的 距离较近，所以，x≈x/ = P1P=Ltan∠P1S2D/ ≈Lsin∠பைடு நூலகம்2S1D
光的干涉
1
科学简史
英国医生和物理学家。对物理学的贡献， 除了提出“能”的概念（1807年）和杨氏弹性系 数之外，最大的成就就是1801提出光的干涉理论。
2
杨氏双缝干涉 二、杨氏双缝实验
S1 *
像
S*
屏
S2 *
双 缝 屏
将同一光源发出 的光(频率相同) 通过一个狭缝 （振动方向一致） 再通过一与单缝 平行的双缝（相 干光源）
C、任何颜色的干涉条纹都不存在，但屏上仍有亮 光．
D、屏上无任何亮光．
13
（2）白光干涉图样分析
红光
＋
蓝光
……
红700nm 兰470nm
……
白光
亮暗相间彩色条纹
X = L d
14
2 在单色光的双缝干涉实验中
（ BC ）
A.两列光波波谷和波谷重叠处出现暗条纹
B.两列光波波峰和波峰重叠处出现亮条纹
s 2n
2
（ n=0，1，2，3…）
n=0：0级亮条纹 （中央亮条纹） n=1：1级亮条纹 n=2：2级亮条纹
暗条纹 s2n1
（ n=0，1，2，3…）2
n=0：1级暗条纹 n=1：2级暗条纹 n=2：3级暗条纹
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双缝干涉图样
单
色
激
S1
光
束
S2
双缝
屏
暗条纹的中心线 暗条纹的中心线 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线
3、放好单缝和双缝，单缝和双缝间的距离约为5—10cm,使缝相 互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到 白光的双缝干涉图样；
4、在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样 5、分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化 6、已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离L，用测量头测 出相邻两条亮（或暗）纹间的距离△x，由λ=d △x/L，计算单 色光的波长，为了减小误差，可测出n条亮纹（或暗纹）间的 距离a，则△x=a/(n-1)
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光源发出的光经过滤光片成为单色光。单色光通 过单缝后，相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图 样。干涉条纹可以从屏上观察到。
根据公式λ=dΔx/L可计算波长， 其 中 d是双缝间的距离，双缝到屏的距离L可以用米尺 测量，相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx用测量头测出 （如图所示）
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1、测量头由分划板、目镜、 手轮等构成。转动手轮， 分划板会左右移动。 2、测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中 心见图所示计下此时手轮上的读数。转动测量头 ，使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心，计下 此时手轮上的读数。两次读数之差就表示这两条 纹间的距离。
Δr= d x L
若为明条纹， Δr= ±kλ (k=0、1、2…….）
即： x k L
d
若即为：x暗条(2纹k，1)ΔLr=±（2k-1)λ/2 (k=1、2…….）
2d
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（2）方法二：
令P1P=χ (P1S2)2=L2+(x+d/2)2 (P1S1)2=L2+(x-d/2)2 (P1S2)2-(P1S1)2=
3、 测出n条亮（暗）纹间的距离a，就可以求 出相邻两条亮（暗）纹间的距离Δx=a/(n-1)。换 用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有 什么变化，求出相应的波长。
21
三、实验步骤 ：1、把直径约为10cm，长约为1m的遮光筒水平放在光具座上， 筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏； 2、取下双缝，打开光源，调节光源的高度，使它发出的一束光 能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮；
(P1S2-P1S1)(P1S2+P1S1)=2χd 由于χ很小，L》d，所以P1S2+P1S1≈2L。 Δr=P1S2-P1S1=2χd/2L=χd/L，χ=LΔr/d 明条纹: Δr=±Nλ (N=1、2、……)， χ=±NLλ/d； 暗条纹：Δr= ±（2N+1/2）λ （N=1、2、……）
χ=±L（2N+1/2）λ/d
图样有何特征？ 明暗相间 等间距 中央亮条纹
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光的干涉
双缝干涉
1、两个独立的光源发出的光不是相干光，双缝干 涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光，在光屏 上形成稳定的干涉条纹．
2、在双缝干涉实验 中，光屏上某点到双缝 的路程差为半波长的偶 数倍时，该点出现亮条 纹；光屏上某点到双缝 的路程差为半波长的奇 数倍时，该点出现暗条 纹．
相邻明条纹间距： Δx=xn-xn-1= NLλ/d-(N-1) Lλ/d= Lλ/d ；
相邻暗条纹间距：
Δx=xn-xn-1= L（2N+1/2）λ/d- L（2N-1/2）λ/d= Lλ/d
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实验：用双缝干涉测量光的波长
一、实验目的 ：
二、实验原理 ：
1、了解光波产生稳定干涉现象的条件。 2、观察白光及单色光的双缝干涉图样。 3、测定单色光的波长。