《迈克耳孙干涉》PPT课件.ppt

22 8迈克耳孙干涉仪 迈克耳孙 1852 1931 AlbertAbrabanMichelson 美国物理学家 美国科学促进协会主席 美国科学院院长 还被选为法国科学院院士和伦敦皇家学会会员 1931年5月9日在帕萨迪纳逝世 1907年诺贝尔物理学奖授予迈克耳孙以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献 单色光源 反射镜 反射镜 一 装置 迈克耳孙干涉仪 光程差 二 结构及光路 反射镜 反射镜 单色光源 三 迈克尔孙干涉仪的主要特性 两相干光束在空间完全分开 并可用移动反射镜或在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差 移动反射镜 插入介质片后光程差 光程差变化 介质片厚度 光程差 1 在迈克耳孙干涉仪的一条光路中 放入一折射率为n 厚度为d的透明薄片 放入后 这条光路的光程改变了 A 2 n 1 d B 2nd C 2 n 1 d D nd E n 1 d 答案A 答案D 答案B 光的衍射 一光的衍射现象 光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时 光会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布的现象 23 1光的衍射惠更斯 菲涅耳原理 衍射后能形成具有明暗相间的衍射图样 中央明纹最亮 两侧显著递减 单缝夫琅禾费衍射 圆孔夫琅禾费衍射 长方孔夫琅禾费衍射 矩形孔夫琅禾费衍射 菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射 光源 障碍物 接收屏距离为有限远 光源 障碍物 接收屏距离为无限远 衍射按光源 衍射屏和观察屏三者的位置关系分为两类 二 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射 惠更斯原理 在波的传播过程中 波阵面 波前 上的每一点都可看作是发射子波的波源 在其后的任一时刻 这些子波的包迹就成为新的波阵面 回忆 三 菲涅耳 惠更斯原理 菲涅耳的补充假设 子波的干涉 在波的传播过程中 从同一波阵面上的各点发出的子波 经传播在空间某点相遇时 这些次级子波要相干叠加 这一点的振动即是相干叠加的结果 根据惠更斯 菲涅耳原理 若已知光在某时刻的波阵面为S 则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 A 振动振幅之和 B 光强之和 C 振动振幅之和的平方 D 振动的相干叠加 答案D 一 实验装置 23 1单缝夫琅禾费衍射 R狭缝 S光源 L1L2透镜 P观察屏 二 明暗条件 衍射角 衍射光线与单缝平面法线间的夹角 向上为 正 向下为 取值范围 衍射角相同的衍射光线 汇聚在透镜焦平面上同一点 该点光强由这些平行光线的干涉结果所决定 P0 P1 P2 P3 P4 1 一束光线 汇聚在透镜焦平面O点 中央明条纹 2 衍射角为一束光线 汇聚在透镜焦平面Q点 明条纹 暗纹 最大光程差 1 先考虑边缘两支光线 边缘两支光线的光程差AC 设AC1 C1C 将波面分为两个纵长形的波带 2 再设AC1 C1C 2 P 干涉相消 半波带法介绍 3 两个半波带对应点发出的光在P点的光程差都为半个波长 则在P点合成结果相互抵消 结论 P点为暗纹 当衍射角满足 推论 P点为暗纹 当衍射角满足 P 两个半波带发出的子波传播到P1点干涉的结果相消 剩下一个半波带发的子波在P1点叠加 所以P点显出