分波面法雙光束干涉ppt課件

1、一、楊氏實驗一、楊氏實驗二、其他類似安裝二、其他類似安裝 干涉主要包含以下幾個主要問題干涉主要包含以下幾個主要問題實驗安裝；實驗安裝；確定相關光束，求出光程差確定相關光束，求出光程差( (相位差相位差) )；分析干涉花樣，給出強度分布；分析干涉花樣，給出強度分布；運用及其他。運用及其他。19.2 19.2 分波面法雙光束干涉分波面法雙光束干涉楊楊(T.Young)(T.Young)在在18011801年首先發(fā)現(xiàn)光的干涉年首先發(fā)現(xiàn)光的干涉景象，并初次丈量了景象，并初次丈量了光波的波長。光波的波長。1. 實驗安裝實驗安裝 ( 點源點源 分波面分波面 相遇相遇)2. 強度分布強度分布確定相關光束確定

2、相關光束計算光程差計算光程差根據(jù)相長、相消條件確定坐標根據(jù)相長、相消條件確定坐標步驟步驟一、一、 分波陣面法楊氏實驗分波陣面法楊氏實驗) )1s2s明條紋位置明條紋位置明條紋位置明條紋位置明條紋位置明條紋位置SsinddDmDmmdrrr21兩光線光程差兩光線光程差22222()2drDyx22221()2drDyxxyOzdD)(z , y, xP1r2rDxdrrxdrr12122Dy , x,Dd 實際分析實際分析 2S1S光程差光程差pxDdr1r2 ox1Ix0 x -1xx x縫平面縫平面察看屏察看屏S1S2 雙縫干涉雙縫干涉 xdD012kk(,)亮紋亮紋210122kk ()(

3、,)暗紋暗紋光強極大位置光強極大位置 dDkx22dDkx2) 12(光強極小位置光強極小位置兩光線光程差兩光線光程差pxDdr1r2 ox1Ix0 x -1xx x縫平面縫平面察看屏察看屏S1S2 雙縫干涉雙縫干涉 (1) 屏上相鄰明條紋中心或相鄰暗條紋中心間距為屏上相鄰明條紋中心或相鄰暗條紋中心間距為dDx一系列平行的一系列平行的明暗相間條紋明暗相間條紋(4) 當用白光作為光源時，在零級白色中央條紋兩邊對稱地當用白光作為光源時，在零級白色中央條紋兩邊對稱地陳列著幾條彩色條紋。陳列著幾條彩色條紋。Ik012-1-1-2-24I0 x0 x1x2x-2x-1光強分布光強分布討論討論(2) 知知

4、 d , D 及及x,可測可測 ；(3) x 正比于正比于 和和 D ，反比于，反比于 d ；白光入射的楊氏雙縫干涉照片白光入射的楊氏雙縫干涉照片紅光入射的楊氏雙縫干涉照片紅光入射的楊氏雙縫干涉照片您能判別您能判別0級級條紋在哪嗎？條紋在哪嗎？S21SSPLfsind察看結(jié)果與安裝察看結(jié)果與安裝1一樣！一樣！3. 雙縫干涉的常用安裝雙縫干涉的常用安裝安裝安裝2透鏡成像不會引入附加相位差透鏡成像不會引入附加相位差相關光線的光程差一樣等于相關光線的光程差一樣等于sind安裝安裝2 2 在屏上相鄰亮條紋的間距在屏上相鄰亮條紋的間距x ?洛洛 埃埃 鏡鏡 的的 干干 涉涉SSMDdsin2d2 xDd

5、或或二、其他類似安裝二、其他類似安裝洛埃鏡洛埃鏡 費涅耳雙棱鏡費涅耳雙棱鏡 費涅耳雙面鏡費涅耳雙面鏡處置方法：處置方法：等效雙縫等效雙縫思索：為思索：為什么光程什么光程差公式中差公式中出現(xiàn)了出現(xiàn)了/2MNO屏上屏上O 點出點出現(xiàn)暗條紋現(xiàn)暗條紋 半波損失半波損失 相當于入射波相當于入射波與反射波之間與反射波之間附加了一個半附加了一個半波長的波程差波長的波程差SS1S2雙棱鏡雙棱鏡DdM1M2S1S2S(1) 明紋間距分別為明紋間距分別為mm350011089356004.dDxmm0350101089356004.dDx(2) (2) 雙縫間距雙縫間距 d d 為為mm4506501089356

6、004.xDd雙縫干涉實驗中，用鈉光燈作單色光源，其波長為雙縫干涉實驗中，用鈉光燈作單色光源，其波長為589.3 nm，屏與雙縫的間隔，屏與雙縫的間隔 D=600 mm。解解 例例求求 (1) d =1.0 mm 和和 d =10 mm兩種情況下，相鄰明條紋間距兩種情況下，相鄰明條紋間距分別為多大？分別為多大？(2) 假設相鄰條紋的最小分辨間隔為假設相鄰條紋的最小分辨間隔為 0.065 mm，能分清干涉條紋的雙縫間距，能分清干涉條紋的雙縫間距 d 最大是多少？最大是多少？用白光作光源察看楊氏雙縫干涉。設縫間距為用白光作光源察看楊氏雙縫干涉。設縫間距為d ，縫，縫面與屏間隔為面與屏間隔為 D。k

7、Dxd紫紅kk ) 1( 11400760400 .k紫紅紫解解 最先發(fā)生重疊的是某一級次的紅光和高一級次的紫光最先發(fā)生重疊的是某一級次的紅光和高一級次的紫光 明晰的可見光譜只需一級明晰的可見光譜只需一級 例例1在在400 760 nm 范圍內(nèi)，明紋條件為范圍內(nèi)，明紋條件為求求 能察看到的明晰可見光譜的級次。能察看到的明晰可見光譜的級次。用折射率用折射率 n =1.58 的很薄的云母片覆蓋在雙縫實驗中的很薄的云母片覆蓋在雙縫實驗中的一條縫上，這時屏上的第七級亮條紋移到原來的零的一條縫上，這時屏上的第七級亮條紋移到原來的零級亮條紋的位置上。假設入射光波長為級亮條紋的位置上。假設入射光波長為 550 nm。解解 設云母片厚度為設云母片厚度為 d 。無云母片時，零級亮紋在屏上。無云母片時，零級亮紋在屏上 P 點，點，那么到達那么到達 P 點的兩束光的光程差為零。加上云母片后，到點的兩束光的光程差為零。加上