14-3杨氏双缝实验

14-3杨氏双缝实验,杨(T.Young)在1801年首先发现光的干涉现象，并首次测量了光波的波长。,采用分波面法获得相干光,一、杨氏双缝实验,1.实验装置,实验现象：干涉条纹是一组与狭缝平行的、明暗相间的、等间距的直条纹。,附：实验装置,实验现象：干涉条纹是一组与狭缝平行的、明暗相间的、等间距的直条纹。,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,2.光程差,中心位置,中心位置,3.干涉条纹位置,每一条纹都对应着一定的光程差。如：三级明纹对应的波程差为3,明纹,暗纹,4.干涉条纹特点,形状：明暗相间的直条纹(平行于缝),间距：条纹均匀分布,级次：中间条纹级次低,条纹间距：相邻两明纹或暗纹间的距离,P92-,P92-,思考1：如D、不变，而2a减小，条纹如何变化？,P93例14-2,思考2：如2a、D不变，而变，条纹如何变化？,S上移时，零级明纹下移，干涉条纹整体向下平移;S下移时，零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移；S沿垂直于S1S2连线方向作微小移动,条纹位置不变。,思考3：光源S位置改变，条纹如何移动？,已知：入射光的波长为,透明介质厚度为d、折射率为n,例1,问：（1）原来的零级亮纹将如何移动？（2）如果观测到零级亮纹移到了原来的k级亮纹处，求该透明介质的厚度d.,（1）,解,（2）,零级亮纹应该下移,白光照射：中央明纹为白色，两侧出现彩色条纹,P92-,白光入射的杨氏双缝干涉照片,指出：对于高级次干涉条纹，可发生重叠。,重叠条件：,k级彩色亮纹所在的位置坐标,对于不同的光波，若满足：k11=k22出现干涉条纹的重叠。,附：白光照射：中央明纹为白色，两侧出现彩色条纹,光强分布,其中,光强公式,光强曲线,双缝干涉的光强曲线,设两同频率的单色光传到屏幕上某一点P的光矢量分别为,附：两相干光在屏上P点光强（P96例145）,则，P点的合振动为,合振幅,因而P点的强度为,其中,可见光强分布如图,（变小）,5.讨论若把整个装置放在介质中,光程差，则条纹间距如何变化?,例1单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m，则（1）从第一级明纹到同侧旁第四级明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；,解（1）根据双缝干涉明纹分布条件：,明纹间距：,得：,P95,例14-3,将2a=0.2mm，x1，4=7.5mm，D=1000mm代入上式，可得,（2）当=600nm时，由相邻明纹间距公式,（2）若入射光波长为600nm，求相邻两明纹的距离；,（3）入射光波长为600nm时,若在S1前面放一厚度为e、折射率为n的玻璃片，条纹向什么方向移动？,即条纹向上移动,覆盖玻璃片后，假设零级明纹移到O处，满足,小结：条纹移动规律,（有关条纹移动规律可参见P93,例14-2）,（4）在（3）中，若e=610-6m,n=1.6,零级明纹将移到原来的第几级明纹处？,设不覆盖玻璃片时，此点为第k级明纹满足,由（3）知故，,零级明纹将移到原来的第六级明纹处。,作业P155:2,4,5,考点1,考点2,A,上,思考4：如图所示，在杨氏双缝实验中，若把双缝中的一条狭缝遮住，并在两缝的垂直平分线上放置一块平面反射镜，屏幕上的干涉条纹将如何变化？,1.菲涅耳双面镜(不要求，自学）,二、分波阵面干涉的其它实验,2.劳埃德镜（洛埃镜）,实验表明：L处为一暗纹，且干涉条纹只在M一侧。,实验装置,P94-95,实验规律：,1）光程差,2）明、暗条纹条件,考虑到反射光有半波损失，所以光程差为,明纹：,暗纹：,中心位置：,中心位置：,3）说明,a)明、暗条纹位置正好与杨氏双缝实验的位置相反。,b)半波损失：光由光疏介质射向光密介质,在界面处反射时，反射光会产生半波损失。,n大光密介质；n小光疏介质。,d)有半波损失，计算光程差时，要附加/2的光程。,练考点3，5,P95,例14-3上，倒3，4行,c)介质折射率,考点3,结束,考点5,在双缝实验中，入射光