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文档简介

托马斯杨,现象与解释,实验结果：等间距的明暗交替的条纹。,2,一、波的方程与光程,1波的方程,波源S：,波源S的振动传播到P点，P点也引起振动，振动方程为：,P点振动的初相,3,2光程,P点振动的初相,光程定义：,介质折射率与光的几何路程之积,物理意义：将光在介质中通过的几何路程折算到真空中的 路程,便于统一用真空中的波长来表示相位差.,4,利用光程 ， P点振动写为,5,二、相位差与光程差,两个振源 在P点各自引起的振动用光程写为：,光源S1:,光源S2:,6,两个振源在P点各自引起的振动的位相差写为：,若在观察时间内 保持不变，则两个振源是相干的。特别地，若取 ，则位相差取决于光程差。,光程差:,相位差：,三、干涉图样的形成,在P点，按照两个振动的合成，有,也即光程差满足：,设两相干光源满足,，n2=n1=n=1,（1）干涉相长,光程差等于半波长偶数倍的那些P点，两波叠加后的强度为最大值。,（2）干涉相消,光程差等于半波长奇数倍的那些P点，两波叠加后的强度为最小值。,j 称为干涉级次，j从零取起,其轨迹是以S1和S2连线为回转对称轴的双叶旋转双曲面。这些双曲面是一系列等强度面，平行于S1和S2连线的平面和双曲面的交线是一系列等强度的双曲线。这就是所谓的干涉图，或称干涉花样。,若两波向一切方向传播，则强度相同的空间各点的几何位置，满足如下条件,空间轨迹,平面投影,在不同位置观察干涉图,（1）横向位置 （2）倾斜位置 （3）纵向位置,2008-4-1,淮阴师范学院 刘经佑 制作,13,2008-4-1,淮阴师范学院 刘经佑 制作,14,2008-4-1,淮阴师范学院 刘经佑 制作,15,16,四、横向近似直线干涉条纹的位置及间隔,r0 d, 很小,d 10 -4m， r0 100 m,P点 光程差：,故：,作S1C S2P，又因为,r0 d,相位差：,明暗条纹的条件,明暗纹位置：,明条纹中心位置,暗条纹中心位置,k 称为条纹级数，式中的号表明干涉条纹在点P0的两边对称分布， k=0,谓之中央明纹。,两相邻明（暗）纹间距：,单色光的干涉图样中各级亮纹的光强相等，相邻明条纹或相邻暗条纹都是等间距的，且与干涉级次 j 无关。,当一定波长的单色光入射时， 间距y的大小与r0成正比，而与 d成反比。,当r0、d一定时，间距y的大小与光波 波长成正比。,当用白光作为光源时，除中央零级亮条纹为白色外，其余各级亮条纹均带有颜色，且内紫外红。,五、干涉条纹的特点和本质：,干涉是一种对光波的空间周期性（波长）变换成干涉条纹的空间周期性，也是一种放大作用；,可以用来测量波长；,干涉图样的空间分布实质上是体现了参与相干叠加的光波间的位相差的空间分布。,如果0102，干涉图样的形状和
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