光源线度对干涉条纹可见度的影响

由 图 １的几 何 关 系得
其 中：ＩＬ分别为两干涉光波的光强 ，△ １ 为两干 涉光波 的相位差 ，相位差 Ａ（与光程差 之 间的关系 为 ｏ
＝ ＝
等ｎ 一） （
）
图１ （ 下转第 １ １页 ） １
这里 ， 是光波 的波长 ，， 是光波所经过物质 的折射率 ， ｚ
Ｌｉ ｈ ｎｅｄ ｇ ｅ ｆ ｉｉ ｌ ｙ ｆ ｎｔｒｅ ｅ ｃ ｒｎｇ ｓ ｇ ｔ ｉ ｅ ｒ ｅｏ ｖｓｂｉｔ ｏ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｆｉ ｅ ｌ ｉ
Ａ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ Ｓｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ ｒ ｉ ｇ ｆ ｏ ｈ ｏ ｏ ｈ ｏ ａ ｉ ｉ ｈ ｎ ｅ ｓ ｔ ，ｄ ｇ ｅ ｆ ｔ ｅ ｌ ｇ ｔ １ ｎ ｉ ｉ ｉ ｉ ｙ ｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｉ ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｓ ａ ｔ ｎ ｒ ｍ ｔ ｅｍ ｎ ｃ ｒ ｍ ｔ ｃ １ ｇ ｔ ｉ ｔ ｎ ｉ ｙ ｅ ｒ ｅｏ ｈ ｉ ｈ ｉ ｅ ｖ ｓ ｂ ｌ ｔ ｏ ｈ ｍ ａ ｔｏ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｎ ｅ ．Ｔ Ｙ ｕ ｇ Ｓｄ ｕ ｌ ｌ ｔ ｉ ｔ ｒ ｅ ｅ ｃ ｎ ｏｄ ｕ ｎ ｉ ａ ｉ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ，ｆ ｒ ｅ ａ ｐ ｅ ｆ ｔ ｅ ｉ ｐ ｃ ｆ ｉ ｔ ｒ ｅ ｅ ｃ ｒｉ ｇ ｓ ． ｏ ｎ ’ ｏ ｂ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅａ ｄ ｔ ｏ ｑ ａ ｔ ｔ ｔ ｖ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｘ ｍ ｌ ， ｃ ｌ ｕ ａ ｅ ｔ ｅ ｉ ｈ ｏ ｈ ｒ ｔ ｃ ｌ ｉ ｔ ． ａ ｃ ｌ ｔ ｄ ｈ １ ｇ ｔ ｆ ｔ ｅ ｃ ｉ ｉ ａ ｗ ｄ ｈ Ｋｅ ｏ ｄ ： Ｖ ｓ ｂ ｉ ｔ ； １ ｇ ｔ ｌ ｎ ｅ ｒ ｅ ： ｉ ｔ ｒ ｅ ｅ ｃ ｒｉ ｇ ｓ ｙｗｒ ｓ ｉｉｉｉｙ ｉｈ — ｉ ｅ ｄ ｇ ｅ ｓ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｎ ｅ
这里计算略去了二阶小量。如果这一光程差 等于 半个波长
Ｄ＝— ！ —＝一 一
一
（） … ７
２
即口 豆 ：
２ ｄ
（） ８
则干涉 条纹的可见度 为零 。也就是 说，ｓ 的干涉条纹 的 。
最大值恰好与 Ｓ的干涉条纹的最小值 重合，总干涉条纹 的可 见度降为零。 若杨 氏干涉实验 中采用 的是扩 展光源 ，它 的宽度 为 ｄ， 。 扩 展光源可分成许多相距 为 ａ的线光源 ，当 ｄ＝ ａ时，由于 ０２
【 摘 要】 文章从单 色光强的计算 出发 ， 探讨 了光 源的线度 对干涉条 纹可见度 的影响。并以杨氏双缝 干涉为例做 定量分析 ，
计算 出了光 源的 临界 宽度 。
【 关键词 】可见度 ；光 源的线度 ；干涉条纹
【 中图分类号 】０４ ６ ３ 【 文献标识码 】Ａ 【 文章编号 】１ ０ — １ １ ０ １１— １２ ０ ０ ８ １５ （ １）１ ０ １— １ ２
１ ２． １
．
如 图 ３ 装 卸车滚轮滑道 是由若干流利条和摩擦条组成 ， ， 底部用螺丝 固定在车架座上 。摩擦条采用金属条 ，上覆盖橡
胶 层 构 成 ，底 部 焊 接 螺 杆 ，通 过 螺 杆 上 的调 节 螺 丝 可 以调 整
当 Ｆ接近 ０时，货物所受牵 引力最 小，货物将接近匀速 运 动；此 时 ／ ｃ ｇ ，当 在 ０ ５ 到 １ 间变化 时，对应 ／ ｔ ．７ 之 夹 角为 ６ Ｏ度和 ４ 度 ，即货物 正常滑行 时车 身与 水平面夹 角 ５ 最好 处在 ３ Ｏ度到 ４ 度之 间：当小于 ３ 度 时， 以调低摩擦 ５ ０ 可
在杨 氏干涉 实验中， 我们一般采用 的是点光源或线光源 。 但 实际光源 总有 一定的宽度。我们可以把它看成 由许 多线光
源 构成 。各个线 光源 在屏 幕上形成各 自的干涉条 纹，这些干
间相遇处的 Ｅ振动 ，是两个分振动 Ｅ的矢量和 ，如果 两束 光
产 生干涉，必须满足 同频率 、同振动 、方 向同相位或相位 差 恒定的条件 ，则会在两束光相遇 的空间区域 内形成稳 定的明
＝ 一 ≈ｄａ （） ４
当Ｉ
＝
ｍ
０时 （ 暗条纹全黑 ） Ｖ ，条纹 的反差最大 ， ， ＝Ｉ
一 ｍ ａｘ ａ ｎ ｒ ｉ
清晰可见 。当 ， ， 时， Ｖ ，条纹模糊不清 ，甚 至不 可 ０
辨别。当两束光满足干涉条件 ，则在相遇 点的合成光 强为：
Ｉ＝ Ｉ ＋Ｉ ＋２ １２ ｏ Ａ￣ １ ２ ＩＩ ｓ ｃ （ ２
摩擦条 的高度 ，从而调节施加于货物上 的滑动摩擦力 ，实现
货物下滑速度 的控制 。
条 使货物 能基本 不受滑动摩擦 力的影 响。
３ 结束语
３ １ 移动式装卸车操作简单，节能， 使用任何 动力能 ． 不 ≈
源。
３ ２ 移动式装卸车结构紧凑、牢固 ，非常便于维护 。 ． ３ ３ 移动式装卸车使用效果明显 ， ． 在很 大程度上 减轻 了 小尺寸货物 装卸中的劳动 强度 ，装 卸效 率得 到明显提 高，货 物 损坏率大大减 小。
的概念 ，Байду номын сангаас定义为
线光源 ｓ所产 生的干涉 条纹 以实线表 示。当两者 间距 离增大 。
：
坐 二 坚
＋ ｉ
（） １
时，ｓ 的干涉条 纹相对 于 ｓ的干涉条纹 向下平移，总干涉 条 。 纹 的可 见度 降低 。假 设 Ｓ于 ｓ之 间的距离为 ａ 。 ，其值大小计
算如下 ： ｓ到 Ｓ的光程差 为 。
２ ３：８－１ ３． ００ ９ １
［】王 纪 龙 ． 学 物理 （ １ 大 第二 版 下册） ． 京： 学 出版 社， 【 北 Ｍ】 科
［ 姚 启钧 ． 学教 程 （ ２ 】 光 第三 版 ） ． 京： 【 北 Ｍ】 高等 教 育 出版社 ，
２ ２：４－４０ ００ １ ．
每对线光源 在屏幕上的干涉条 纹的可见度 为零 ，故总 的扩展
干涉现象是波动过程 的基本特征之一 。光波 是电磁波 ， 电磁波是 由两个相互垂直 的振动矢量 即电场 强度矢量 Ｅ和 磁
涉 实验 出发 做定量分析，仅仅 阐述 光源 的线度对干涉条纹可
见度 的影响。
场强度 Ｈ来表征，但在光波中产生感光作用的 电场强度 Ｅ ，
所 以 Ｅ称 为光矢量，Ｅ的振动称为光振动 。两束 单色 光在空
图４
Ｔ
据 现场 使用 测试统 计 （ 试车 辆为 中项全 顺和 高顶 全 测 顺 ）， 未使用移动式装卸车时装载时 间平均分别为 ４ １分钟 和
如图 ４ ，货物在滑道 下滑过程 中，受到 四种力 的作用 ， 重 力 滑道支撑力 滑轮的滚动摩擦力 和摩擦条 的滑动 摩擦力 的牵 引力 重力垂直于滑道 的分 力与滑道支撑 力 Ⅳ相平衡 ， 设重力与滑道 的夹角为 ，则 重 力平行 于滑道 的分 力与两种摩擦 阻力 的合力形成货物下滑
，
是两束光 在相遇前所经 过的路程 。从 以上表达式可 以看
出影响干涉条纹可见度大小 的因素很 多，本 文从杨 氏双缝 干 【 收稿 日期 】２ １ － ８ ２ ０ １０ — ３
【 基金项 目】塔 里木 大学 “ 十一五 ”期 间第二批 重点建设课 程 《 学物理 》 Ｄ Ｇ Ｃ ９８ ） 大 （ Ｚ Ｋ ０００ 【 作者简介 】徐 爱英 （ ９３ ） ，新疆阿拉 市塔 里木大学机械 电气化工程学院助教 ，从事应 用物理研究。 １８－ ，女
２１ ０ １年第 １ １期 （ 总第 １ ７期 ） ４
大 众 科 技
ＤＡ Ｚ ＨＯＮＧ ＫＥ Ｊ
ＮＯ １ 。 ０ １ ．１ ２ １
（ ｕ ｌ ｉ ｌ Ｎ ． ７ Ｃ ｍｕ ｔ ｅｙ ｏ１ ） ａｖ ４
光源线度 对干涉条纹 可见度 的影响
徐爱英 罗华平
（ 塔里木 大学机械 电气化 工程 学院 ，新 疆 阿拉 尔 ８ ３ ０ ） ４ ３０
２ １． ０１
式中： 一
— —
货物质量 ； ／ ／ —— 滑动摩擦系数；
货物 重力与滑道 的夹角。
（ 上接 第 １２页 ） １
光源在屏幕上的干涉条纹的可见度也为零，在屏幕上无法看
到干涉条纹，这个扩展光源 的宽度 ｄ称为 临界 宽度 。它的大 。
（ ） ５
小为 ：
，
＂
， ＾ 、
＝
２ａ＝ ｄ
Ｌ
ｄ ６ ｄ ：一ｄ ａ
＋
土
（） ６
显然 ，当扩展光源的线度变大时，干涉条纹的可见度变 小， 直到光源的线度 等于临界宽度 ， 干涉条纹 的可见度 为零 。
从 以上计算可 以看出，光源的线度不能看作理想情况下 的无限小 ，干涉条纹的可见度会受到光源线度的影响，当光 源的线度达到一定值时 ，干涉条纹的可见度为零，观察不到 干涉现象 。因此 ，光源的线度从零开始增大到临界值的过程 中，干涉条纹的可见度逐渐减小 ，直到最终为零。 【 参考文献 】
【 １ 】刘 勇． 式 车 辆 集 装 货 物 装 卸 设 计 Ｕ． 电工 程 技 术 ， 厢 １机
２ １ ， （５． ０ ４ ０ ） １０
由 于 ｆ 很 小 ，可 忽 略 ，因 此 ｌ
￣ ｍ ｃ ｓ８一 ２ ＝ ｇ ｏ ｇ ｏ ｆ ｍ ｃ ｓ８一ｕｍ ｓ ｎＢ ｇ ｉ
【 ２ ］陈建平． 仓储设 备使 用与维护 【 ． Ｍ】 北京： 机械 工业 出版社，
Ｆ ＝ ｇ ｏ ｆ — ２ ｍ ｃ ｓｅ— ｌ ｆ
４ 分钟 ， ６ 使用移动式装卸车后平均时间为 ２ 分钟和 ２ 分钟 ， ５ ７
相比前者节约了近 ４ ％ ０ 的时间，且货物损坏 率由前 ０ ０ ３ ％ ． １ ７ 下降到 ０ ０ ０ ％ ． ０ ８ ，具有很大 的推广价值 。
【 参考文献】
涉条纹 问有 一定 的位 移，位移 的大小与线光源到屏 的距离有
关 。这 些干 涉条纹的非相干叠加使总的干涉 条纹模糊 不清 ， 甚 至会 使干涉 条纹的可见度降为零。 如 图 １ 示，线 光源 Ｓ 产生的干涉条 纹以虚线表示 ， 所 所
暗相间 的干涉条纹 。干涉条纹 的强弱对 比，需要 引入 可见度