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1、一、杨氏实验一、杨氏实验二、其他类似安装二、其他类似安装 干涉主要包含以下几个主要问题干涉主要包含以下几个主要问题实验安装；实验安装；确定相关光束，求出光程差确定相关光束，求出光程差(相位差相位差)；分析干涉花样，给出强度分布；分析干涉花样，给出强度分布；运用及其他。运用及其他。19.2 19.2 分波面法双光束干涉分波面法双光束干涉杨杨(T.Young)(T.Young)在在18011801年首先发现光的干涉年首先发现光的干涉景象，并初次丈量了景象，并初次丈量了光波的波长。光波的波长。1.实验安装实验安装(点源点源 分波面分波面 相遇相遇)2.强度分布强度分布确定相关光束确定相关光束计算光程
2、差计算光程差根据相长、相消条件确定坐标根据相长、相消条件确定坐标步骤步骤一、一、分波阵面法杨氏实验分波阵面法杨氏实验)1s2s明条纹位置明条纹位置明条纹位置明条纹位置明条纹位置明条纹位置SsinddDmDmmdrrr21两光线光程差两光线光程差22222()2drDyx22221()2drDyxxyOzdD)(z,y,xP1r2rDxdrrxdrr12122Dy,x,Dd 实际分析实际分析 2S1S光程差光程差pxDdr1r2 ox1Ix0 x-1xx x缝平面缝平面察看屏察看屏S1S2 双缝干涉双缝干涉 xdD012kk(,)亮纹亮纹210122kk()(,)暗纹暗纹光强极大位置光强极大位置
3、 dDkx22dDkx2)12(光强极小位置光强极小位置两光线光程差两光线光程差pxDdr1r2 ox1Ix0 x-1xx x缝平面缝平面察看屏察看屏S1S2 双缝干涉双缝干涉(1)屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为dDx一系列平行的一系列平行的明暗相间条纹明暗相间条纹(4)当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地陈列着几条彩色条纹。陈列着几条彩色条纹。Ik012-1-1-2-24I0 x0 x1x2x-2x-1光强分布光强分布讨论讨论(2)知知 d,D 及及x,可测可测 ；(3)x 正比于正
4、比于 和和 D，反比于，反比于 d；白光入射的杨氏双缝干涉照片白光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片您能判别您能判别0级级条纹在哪吗？条纹在哪吗？S21SSPLfsind察看结果与安装察看结果与安装1一样！一样！3.双缝干涉的常用安装双缝干涉的常用安装安装安装2透镜成像不会引入附加相位差透镜成像不会引入附加相位差相关光线的光程差一样等于相关光线的光程差一样等于sind安装安装2 2 在屏上相邻亮条纹的间距在屏上相邻亮条纹的间距x?洛洛 埃埃 镜镜 的的 干干 涉涉SSMDdsin2d2 xDd或或二、其他类似安装二、其他类似安装洛埃镜洛埃镜 费涅耳双棱镜
5、费涅耳双棱镜 费涅耳双面镜费涅耳双面镜处置方法：处置方法：等效双缝等效双缝思索：为思索：为什么光程什么光程差公式中差公式中出现了出现了/2MNO屏上屏上O 点出点出现暗条纹现暗条纹 半波损失半波损失 相当于入射波相当于入射波与反射波之间与反射波之间附加了一个半附加了一个半波长的波程差波长的波程差SS1S2双棱镜双棱镜DdM1M2S1S2S(1)明纹间距分别为明纹间距分别为mm350011089356004.dDxmm0350101089356004.dDx(2)(2)双缝间距双缝间距 d d 为为mm4506501089356004.xDd双缝干涉实验中，用钠光灯作单色光源，其波长为双缝干涉实
6、验中，用钠光灯作单色光源，其波长为589.3 nm，屏与双缝的间隔，屏与双缝的间隔 D=600 mm。解解 例例求求(1)d=1.0 mm 和和 d=10 mm两种情况下，相邻明条纹间距两种情况下，相邻明条纹间距分别为多大？分别为多大？(2)假设相邻条纹的最小分辨间隔为假设相邻条纹的最小分辨间隔为 0.065 mm，能分清干涉条纹的双缝间距，能分清干涉条纹的双缝间距 d 最大是多少？最大是多少？用白光作光源察看杨氏双缝干涉。设缝间距为用白光作光源察看杨氏双缝干涉。设缝间距为d，缝，缝面与屏间隔为面与屏间隔为 D。kDxd紫红kk)1(11400760400 .k紫红紫解解 最先发生重叠的是某一
7、级次的红光和高一级次的紫光最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光 明晰的可见光谱只需一级明晰的可见光谱只需一级 例例1在在400 760 nm 范围内，明纹条件为范围内，明纹条件为求求 能察看到的明晰可见光谱的级次。能察看到的明晰可见光谱的级次。用折射率用折射率 n=1.58 的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零的一条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹的位置上。假设入射光波长为级亮条纹的位置上。假设入射光波长为 550 nm。解解 设云母片厚度为设云母片厚度为 d。无云母片时，零级亮纹在屏上。无云母片时，零级亮纹在屏上 P 点，点，那么到达那么到达 P 点的两束光的光程差为零。加上云母片后，到点的两束光的光程差为零。加上云母片后，到达达P点的两光束的光程差为点的两光束的光程差为dn)1(当当 P 点为第七级明纹位置时点为第七级明纹位置时 7mm106615811055071736.nd例例2求求 此云母片的厚度是多少？此云母片的厚度是多少？dP
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