大学物理复习课件 12-3

1、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出一、杨氏双缝实验一、杨氏双缝实验杨（杨（T.Young）在）在1801年首先用实验方法研究光的干涉年首先用实验方法研究光的干涉上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出pr1 r2 xx0 xI xxDdo相干光的获得：分波阵面法相干光的获得：分波阵面法D d1x1x光路原理图：光路原理图：12IId上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出钠黄光的杨氏双缝干涉条纹钠黄光的杨氏双缝干涉条纹上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返

2、回 退出退出1. 波程差的计算波程差的计算pr1r2 x Ddo21rrD d上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出D dxtanxddDDx很小上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出Dxdddrr tgsin12xpr1 r2 x Ddo波源D x，D d 很小上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出明纹中心明纹中心暗纹中心暗纹中心 2)1 2(kDxd两相邻明纹（或暗纹）间距两相邻明纹（或暗纹）间距干涉相长，明纹干涉相长，明纹干涉相消，暗纹干涉相消，暗纹xdkD 2. 干涉明暗条

3、纹的位置干涉明暗条纹的位置Dxd 0 1 2 3Dxk, kd ， ，1()0,12Dxkkd ， 2， 3零级明纹，波程差为零上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出思考：一级明纹中心处，波程差为多少？一级暗纹中心处波程差为多少？3(1)2上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出(1) (1) 一系列平行的明暗相间的条纹；一系列平行的明暗相间的条纹； (3)(3)。x 3. 条纹特点：条纹特点：(2)(2) 不太大时条纹等间距；不太大时条纹等间距； 杨氏双缝实验第一次测定了杨氏双缝实验第一次测定了 波长这个重要的物理量。

4、波长这个重要的物理量。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出双缝干涉光强分布双缝干涉光强分布121 22cosIIII I合光强合光强干涉项干涉项若若021III2 其中其中204cos ( )II04,Ik 0,(21)2k 则则上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出24062468I14I0暗条纹双缝干涉光强分布双缝干涉光强分布明条纹上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出在双缝干涉实验中：在双缝干涉实验

5、中：（1 1）如何使屏上的干涉条纹间距变宽？）如何使屏上的干涉条纹间距变宽？（2 2）将双缝干涉装置由空气中放入水中时，）将双缝干涉装置由空气中放入水中时， 屏上的干涉条纹有何变化？屏上的干涉条纹有何变化？（3 3）若）若S1、S2两条缝的宽度不等，条纹有何变化？两条缝的宽度不等，条纹有何变化？思考题思考题上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出dDx 若若D、d 已定，只有已定，只有，条纹间距，条纹间距x 变宽。变宽。若若 已定，只有已定，只有D、d（仍然满足（仍然满足d )，条纹条纹间距间距 变宽变宽。x两相邻明纹（或暗纹）间距两相邻明纹（或暗纹）间距（

6、1 1）如何使屏上的干涉条纹间距变宽？）如何使屏上的干涉条纹间距变宽？上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 一定时，若一定时，若 变化，则变化，则 将怎样变化？将怎样变化？ dd、x1）上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出2） 条纹间距条纹间距 与与 的关系如何？的关系如何？xd 一定时，一定时，d、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出ndDdDxn实验装置放入水中后条纹间距变小实验装置放入水中后条纹间距变小（2 2）将双缝干涉装置由空气中放入水中时，屏上的）将双缝干涉装置由

7、空气中放入水中时，屏上的两相邻明纹（或暗纹）间距两相邻明纹（或暗纹）间距干涉条纹有何变化？干涉条纹有何变化？上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 两条缝的宽度不等，使两条缝的宽度不等，使两光束的强度不等两光束的强度不等；原；原极小处的强度不再为零，条纹的可见度变差。极小处的强度不再为零，条纹的可见度变差。21II 21II Io 2 -2 4 -4 4I1现：可见度差现：可见度差原：可见度好原：可见度好振幅比，振幅比， 决定可见度的因素：决定可见度的因素：光源的宽度，光源的宽度， 光源的单色性光源的单色性IImaxImino 2 -2 4 -4 （3 3

8、）若）若S1、S2两条缝的宽度不等，条纹有何变化？两条缝的宽度不等，条纹有何变化？上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 例例1 以单色光照射到相距为以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上的双缝上,双缝与双缝与屏幕的垂直距离为屏幕的垂直距离为1m. (1) 从第一级明从第一级明 纹纹 到同侧到同侧 的第四级明的第四级明 纹的距离为纹的距离为7.5mm,求单色光的波长求单色光的波长;(2) 若入射光的波长为若入射光的波长为600nm,求相邻两明纹间的距离求相邻两明纹间的距离.解解 （1）,0, 1,2,kDxkkd14413Dxxxd14500nm3xdD（

9、2）3.0mmDxd 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出例题例题2 2 用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？辨的彩色光谱？解解: : 用白光照射时，除用白光照射时，除中央明纹为白光中央明纹为白光外，两侧形成外，两侧形成内紫外红内紫外红的对称彩色光谱的对称彩色光谱. .当当k级红色明纹位置级红色明纹位置xk k红红大于大于k+1+1级紫色明纹位置级紫色明纹位置x( (k+1)+1)紫紫时，光谱就发生重叠。时，光谱就发生重叠。外内中央明纹外内K级K 1级上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页

10、上页 下页下页 返回返回 退出退出外内中央明纹外内()()kDxredkredd1()(1)()kDxkdpurpl epurpl e()(1) ()kredkpurple上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 将将 红红 = 7600， 紫紫 = 4000代入得代入得 k=1.1 这一结果表明：在中央白色明纹两侧，这一结果表明：在中央白色明纹两侧， 只有只有第一第一级彩色光谱是清晰可辨级彩色光谱是清晰可辨的。的。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 Ddo波源波源思考题：思考题：中央明纹向何方向移动？条纹间距如何变

11、化上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 Do零级明纹波程差012 Do12零级明纹波程差0上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出 必做：12-10， 12-11 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出劳埃德镜劳埃德镜1sPM2sd dPL光在空间叠加的区域0却是暗纹！上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出1n2n 半波损失半波损失 ：光从光疏介质射向光密介质界面：光从光疏介质射向光密介质界面反射反射时，时，在入射角在入射角 或或 时，时， 反射光的相位较之反射光的相位较之入射光的相位跃变了入射光的相位跃变了 ， 相当于反射光与入射光之间相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程差，称为附加了半个波长的波程差，称为半波损失半波损失.