大學物理復習課件12-3

1、上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出一、楊氏雙縫實驗一、楊氏雙縫實驗楊（楊（T.Young）在）在1801年首先用實驗方法研究光的干涉年首先用實驗方法研究光的干涉上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出pr1 r2 xx0 xI xxDdo相干光的獲得：分波陣面法相干光的獲得：分波陣面法D d1x1x光路原理圖：光路原理圖：12IId上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出鈉黃光的楊氏雙縫干涉條紋鈉黃光的楊氏雙縫干涉條紋上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返

2、回 退出退出1. 波程差的計算波程差的計算pr1r2 x Ddo21rrD d上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出D dxtanxddDDx很小上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出Dxdddrr tgsin12xpr1 r2 x Ddo波源D x，D d 很小上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出明紋中心明紋中心暗紋中心暗紋中心 2)1 2(kDxd兩相鄰明紋（或暗紋）間距兩相鄰明紋（或暗紋）間距干涉相長，明紋干涉相長，明紋干涉相消，暗紋干涉相消，暗紋xdkD 2. 干涉明暗條

3、紋的位置干涉明暗條紋的位置Dxd 0 1 2 3Dxk, kd ， ，1()0,12Dxkkd ， 2， 3零級明紋，波程差為零上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出思考：一級明紋中心處，波程差為多少？一級暗紋中心處波程差為多少？3(1)2上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出(1) (1) 一系列平行的明暗相間的條紋；一系列平行的明暗相間的條紋； (3)(3)。x 3. 條紋特點：條紋特點：(2)(2) 不太大時條紋等間距；不太大時條紋等間距； 楊氏雙縫實驗第一次測定了楊氏雙縫實驗第一次測定了 波長這個重要的物理量。

4、波長這個重要的物理量。上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出雙縫干涉光強分布雙縫干涉光強分布121 22cosIIII I合光強合光強干涉項干涉項若若021III2 其中其中204cos ( )II04,Ik 0,(21)2k 則則上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出24062468I14I0暗條紋雙縫干涉光強分布雙縫干涉光強分布明條紋上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出在雙縫干涉實驗中：在雙縫干涉實驗

5、中：（1 1）如何使屏上的干涉條紋間距變寬？）如何使屏上的干涉條紋間距變寬？（2 2）將雙縫干涉裝置由空氣中放入水中時，）將雙縫干涉裝置由空氣中放入水中時， 屏上的干涉條紋有何變化？屏上的干涉條紋有何變化？（3 3）若）若S1、S2兩條縫的寬度不等，條紋有何變化？兩條縫的寬度不等，條紋有何變化？思考題思考題上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出dDx 若若D、d 已定，只有已定，只有，條紋間距，條紋間距x 變寬。變寬。若若 已定，只有已定，只有D、d（仍然滿足（仍然滿足d )，條紋條紋間距間距 變寬變寬。x兩相鄰明紋（或暗紋）間距兩相鄰明紋（或暗紋）間距（

6、1 1）如何使屏上的干涉條紋間距變寬？）如何使屏上的干涉條紋間距變寬？上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 一定時，若一定時，若 變化，則變化，則 將怎樣變化？將怎樣變化？ dd、x1）上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出2） 條紋間距條紋間距 與與 的關系如何？的關系如何？xd 一定時，一定時，d、上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出ndDdDxn實驗裝置放入水中后條紋間距變小實驗裝置放入水中后條紋間距變小（2 2）將雙縫干涉裝置由空氣中放入水中時，屏上的）將雙縫干涉裝置由

7、空氣中放入水中時，屏上的兩相鄰明紋（或暗紋）間距兩相鄰明紋（或暗紋）間距干涉條紋有何變化？干涉條紋有何變化？上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 兩條縫的寬度不等，使兩條縫的寬度不等，使兩光束的強度不等兩光束的強度不等；原；原極小處的強度不再為零，條紋的可見度變差。極小處的強度不再為零，條紋的可見度變差。21II 21II Io 2 -2 4 -4 4I1現(xiàn)：可見度差現(xiàn)：可見度差原：可見度好原：可見度好振幅比，振幅比， 決定可見度的因素：決定可見度的因素：光源的寬度，光源的寬度， 光源的單色性光源的單色性IImaxImino 2 -2 4 -4 （3 3

8、）若）若S1、S2兩條縫的寬度不等，條紋有何變化？兩條縫的寬度不等，條紋有何變化？上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 例例1 以單色光照射到相距為以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上的雙縫上,雙縫與雙縫與屏幕的垂直距離為屏幕的垂直距離為1m. (1) 從第一級明從第一級明 紋紋 到同側到同側 的第四級明的第四級明 紋的距離為紋的距離為7.5mm,求單色光的波長求單色光的波長;(2) 若入射光的波長為若入射光的波長為600nm,求相鄰兩明紋間的距離求相鄰兩明紋間的距離.解解 （1）,0, 1,2,kDxkkd14413Dxxxd14500nm3xdD（

9、2）3.0mmDxd 上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出例題例題2 2 用白光作雙縫干涉實驗時，能觀察到幾級清晰可用白光作雙縫干涉實驗時，能觀察到幾級清晰可辨的彩色光譜？辨的彩色光譜？解解: : 用白光照射時，除用白光照射時，除中央明紋為白光中央明紋為白光外，兩側形成外，兩側形成內(nèi)紫外紅內(nèi)紫外紅的對稱彩色光譜的對稱彩色光譜. .當當k級紅色明紋位置級紅色明紋位置xk k紅紅大于大于k+1+1級紫色明紋位置級紫色明紋位置x( (k+1)+1)紫紫時，光譜就發(fā)生重疊。時，光譜就發(fā)生重疊。外內(nèi)中央明紋外內(nèi)K級K 1級上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁

10、上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出外內(nèi)中央明紋外內(nèi)()()kDxredkredd1()(1)()kDxkdpurpl epurpl e()(1) ()kredkpurple上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 將將 紅紅 = 7600， 紫紫 = 4000代入得代入得 k=1.1 這一結果表明：在中央白色明紋兩側，這一結果表明：在中央白色明紋兩側， 只有只有第一第一級彩色光譜是清晰可辨級彩色光譜是清晰可辨的。的。上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 Ddo波源波源思考題：思考題：中央明紋向何方向移動？條紋間距如何變

11、化上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 Do零級明紋波程差012 Do12零級明紋波程差0上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出 必做：12-10， 12-11 上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出勞埃德鏡勞埃德鏡1sPM2sd dPL光在空間疊加的區(qū)域0卻是暗紋！上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出上頁上頁 下頁下頁 返回返回 退出退出1n2n 半波損失半波損失 ：光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面：光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)界面反射反射時，時，在入射角在入射角 或或 時，時， 反射光的相位較之反射光的相位較之入射光的相位躍變了入射光的相位躍變了 ， 相當于反射光與入射光之間相當于反射光與入射光之間附加了半個波長的波程差，稱為附加了半個波長的波程差，稱為半波損失半波損失.