分波前干涉杨氏干涉实验.ppt

1.0
m

1.0 102 m
这表示干涉条纹整体向上平移了10mm。
移动条纹数： N x
x
第 十三 章 光的干涉
13
大学物 理学
三
13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
劳埃德镜（书P128）
P'
P
s1
d
s2
ML
D
实验发现：L处（反射镜表面）为暗纹。
M为系统对称面，L处相当于双缝中的O点，应
该出现明纹。
明纹 暗纹
k 0,1,2,
d
2
3级
x D (k 1)
红
d
紫
-2级 -1级 0级 1级 2级
(白)
k 0:
2 , K2
-3级
同一级：
1, K1
紫内红外---形成彩色光谱
不同级： 重叠
第 十三 章 光的干涉
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大学物
13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
讨论
条纹间距 x D (k 1)
大学物
13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
一
实 验 装 置
杨氏双缝干涉实验
d
s1
r1
s

r2
o
s2
c
x
Bp
x
o
L
D
因 D d D x
S1 PS
2
0, PS1C


2
,
PS1

PC
1 光程差：L r2 r1 S2C d sin
D x
sin

r2
x
x
考察中央亮纹在遮
d
o
x0
I
盖前后的位置：
d
亮纹中心位置：x D k, k 0,1, 2,
d
S1遮盖前： k 0, x 0 在O点
S1遮盖后： 假设在P点
ΔL= (nh+r1h)r2 = h(n1)+(r1r2 )
r2

r1

d D
x
L hn 1 d x D
x
k 0,1,2, x0
x
I
d
2
(3) x x D (k 1)
d
(4) 白光入射：
红
紫
k 0 : 中央：白光
3级 -2级 -1级 0级 1级 2级
(白)
第 十三 章 光的干涉
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13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
x
k D
dபைடு நூலகம்
D (2k 1)
第 十三 章 光的干涉
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大学物
13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
P'
P
s1
d
s2
ML
D
半波损失：
L处为暗纹说明反射光相位发生了π的突变，相当 于有半个波长的损失，故将这种现象称为半波损失
第 十三 章 光的干涉
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大学物
13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
P'
P
s1
d
s2
ML
D
发生半波损失条件： 从光密介质反射回光蔬介质
电星所发射的电磁波的波长为20.0 cm,求第一
次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成
的角度.
2 1

BC
2

h
A
第 十三 章 光的干涉
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理学
2 1

BC 2
h
A
解 计算波程差
r AC BC

tan

x/D
L r2
r1
d
x D
第 十三 章 光的干涉
1
大学物 理学
d
实 s1
s验
装 置
o
s2
r


13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
r1
r2

Bp
x
o
D
2 干涉加强或减弱的条件
L d x D
k 加强
(2k 1) 减弱
2
第 十三 章 光的干涉
k 0,1,2,
的光观测。(1) 要使光屏C上条纹间距为1.2 mm，光屏应离双缝
多远？(2) 若用折射率为1.5、厚度为9.0 m的薄玻璃片遮盖狭
缝S1，光屏上干涉条纹将发生什么变化？
解:⑴由式
x

D d

得
x D
d
dx 0.45103 1.2 103 0.54 106
D

540109
第 十三 章 光的干涉
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理学
L hn 1 d x D
中央亮条纹应满足
ΔL= 0的条件，于是得
r1
· p x x
d

Δ
r2
x
o x0
x
I
D
d h(n 1) x 0
D
遮盖后中央亮纹位置为
x

h(n 1)D
d

(1.5 1) 9.0 106 0.45 103
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 π .
任何情况下折射光都不会发生半波损失
第 十三 章 光的干涉
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理学
例3 如图 离湖面 h=0.5 m处有一电磁波接收
器位于 C ，当一射电星从地平面渐渐升起时，
接收器断续地检测到一系列极大值 . 已知射
2
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理学
d
s1
r1

s

r2
o
Bp
x
o
s2
r
d'
3 用坐标x表示的干涉加强或减弱的条件
x
k D
d
D (2k 1)
明纹 暗纹
k 0,1,2,
d
2
第 十三 章 光的干涉
3
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理学
x
k D
d
D (2k 1)
理学
干涉问题分析的要点:
(1)搞清发生干涉的光束；
(2)计算光程差； (3)搞清条纹特点（形状、位置、级次分布、条 纹移动等）； (4)求出光强公式、画出光强曲线。
第 十三 章 光的干涉
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13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学例4: 在杨氏实验中，双缝间距为0.45 mm，使用波长为540 nm
明纹 暗纹
x
k 0,1,2, x0
x
I
d
2
4 条纹间距 ： x D (k 1)
d
5 条纹特点：
(1) 一系列平行的明暗相间的条纹；
(2) 不太大时条纹等间距；
第 十三 章 光的干涉
4
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13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
x
k D
d
D (2k 1)
明纹 暗纹
m 5.4 107 1.0m
⑵遮盖狭缝S1光屏上干涉条纹将发生什么变化？
条纹间距 x D
d
遮盖前后条纹间距不变
r1
· p x x
d

Δ
r2
x
o x0
x
I
条纹是否整体平移？ 第 十三 章 光的干涉
D
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13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
条纹是否整体平移？

r1
· p x x
d
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13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
(1) d 、D 一定时，若 变化, 则 x 将怎样变化？
第 十三 章 光的干涉
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13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验
理学
(2) 、D 一定时,条纹间距 d与 x的关系如何？
第 十三 章 光的干涉
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