杨氏双缝干涉实验劳埃德镜

1、第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版1ooB实实 验验 装装 置置1s2sspDdxdD一一 杨氏杨氏双缝干涉实验双缝干涉实验rsin12drrr波程差波程差x1r2rDdsintan/x D第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版2实实 验验 装装 置置ooB1s2ssrx1r2rDdpkxrdD 加强加强, 2 , 1 , 0k2) 12(k 减弱减弱第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.

2、1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版3(21)2Dkd暗纹暗纹Dkdx 明纹明纹,2, 1 ,0kpooB1s2ssrx1r2rDd第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版4明、暗明、暗条纹的位置条纹的位置(21)2Dkd暗纹暗纹Dkdx 明纹明纹,2, 1 ,0k1(1)kkDDDxxxkkddd 条纹间距：条纹间距： 两两相邻明相邻明(或暗或暗)条纹条纹中心位置中心位置间的距离。间的距离。xx第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.

3、1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版5( (1) ) 一定时一定时, ,条纹间距条纹间距 与与 的关系如何？的关系如何？dxD、Dxd 讨论讨论第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版6( (2) ) 一定时，若一定时，若 变化变化, , 则则 将怎样变化？将怎样变化？d D、xDxd 第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版72k 2k3k

4、 3k1k 1k(3) 已知已知d d，D D和和x x，可算出单色光的波长可算出单色光的波长/xd D 第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版8例例13-1（教材（教材P98）在双缝干涉实验中，入射在双缝干涉实验中，入射光的波长光的波长 ，两狭缝的间距，两狭缝的间距 ，屏与狭缝的距离屏与狭缝的距离 求：（求：（1）第）第10级明条纹的位置；级明条纹的位置； （2）相邻两明条纹的距离；）相邻两明条纹的距离； （3）中央明纹上方第）中央明纹上方第10级明条纹与下方级明条纹与下方 第第2级暗条纹的距

5、离。级暗条纹的距离。 546nm1mmd 40cmD 第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版9解解 ( (1) )( (2) ) , 2, 1,0,kkdDxk)mm(184.21046.5140010410 x已知已知nm546mm 1dcm40D)mm(218.011046.54004dDx( (3) ) 102102212DDxxkkdd 明暗mm73. 2中央明条纹上方第中央明条纹上方第1010级明条纹与下方第级明条纹与下方第2 2级级暗暗条纹的距离条纹的距离 第第 十三章十三章 波动光

6、学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版10 例例 在杨氏双缝干涉实验中，用波长在杨氏双缝干涉实验中，用波长=589.3 nm的纳灯作光源，屏幕距双缝的距的纳灯作光源，屏幕距双缝的距离离D=800 mm，问：问：( (1) )当双缝间距当双缝间距mm时，两相邻明条纹中时，两相邻明条纹中心间距是多少？心间距是多少？ ( (2) )假设双缝间距假设双缝间距10 mm，两相邻明条纹中，两相邻明条纹中心间距又是多少？心间距又是多少？第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳

7、埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版110.47 mmDxd 解解( (1) ) d=1 mm时时 ( (2) ) d=10 mm时时 0.047 mmDxd 已知已知 =589.3 nmD=800 mm求求( (1) ) d=1 mm时时 ( (2) ) d=10 mm时时 ?x?x第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版12问题讨论：问题讨论：1 若用白光做此实验，干涉条纹应该怎样描述？若用白光做此实验，干涉条纹应该怎样描述？ 2 2 在空气中做双缝干涉实验，屏幕在空气中做双缝干涉实验，屏幕

8、E E上的上的P P处是明条处是明条纹。若将缝纹。若将缝S S2 2盖住，并在盖住，并在S S1 1、S S2 2连线的垂直平分面上连线的垂直平分面上放一平面反射镜放一平面反射镜M M，其它条件不变（如图），则此时，其它条件不变（如图），则此时P处条纹如何描述处条纹如何描述?若把屏幕若把屏幕E平移到平移到M处处,M点应该是明纹点应该是明纹还是暗纹还是暗纹? PEMS2S1S劳埃镜劳埃镜 半波损失半波损失第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版13 二二 劳埃德镜劳埃德镜半波损失半波损失 ：光由光速

9、较大光由光速较大(折射率小折射率小)的介质射向光的介质射向光速较小速较小(折射率大折射率大)的介质时，的介质时，反射光反射光位相跃变位相跃变 . .1sPM2sdDPL光疏介质光密介质第第 十三章十三章 波动光学波动光学13.1.2 13.1.2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版14作业作业p128 二（二（1）学习辅导：学习辅导：p96 例例9-1 p98 一、一、1、3 托马斯托马斯 杨杨（ Thomas Young，17731829）英国人，）英国人， 从小聪慧过人，从小聪慧过人，多才多艺，多才多艺，14岁之前，他已经掌握岁之前，他已经掌握10多

10、多门语言，门语言，17 岁时就已精读过牛顿的力学岁时就已精读过牛顿的力学和光学著作。在学医时，研究过眼睛的和光学著作。在学医时，研究过眼睛的构造和其光学特性。就是在涉及眼睛接受不同颜色构造和其光学特性。就是在涉及眼睛接受不同颜色的光这一类问题时，的光这一类问题时， 对光的波动性有了进一步认识，对光的波动性有了进一步认识， 导致他对牛顿做过的光学实验和有关学说进行深入导致他对牛顿做过的光学实验和有关学说进行深入的思考和审查。的思考和审查。1799年托马斯年托马斯 杨在剑桥大学完成杨在剑桥大学完成学业，学业，1802年成功地用实验演示了干涉现象，并采年成功地用实验演示了干涉现象，并采用波动观点对干

11、涉现象做了很好的解释。用波动观点对干涉现象做了很好的解释。托马斯托马斯 杨杨 Here They Are, Sciences 10 Most Beautiful ExperimentsSeptember 24, 2002By GEORGE JOHNSON Physics World USA USA物理学家眼中“最美丽”是一种经典概念：用最简单的仪器和设备，发现最根本、最单纯的科学结论，就像是一座座历史丰碑一样，人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。1830年年 托马斯托马斯杨的光干涉实验（排名第五）杨的光干涉实验（排名第五）19611961年年 托马斯托马斯杨的双缝演示应用于电子干涉实验杨的双缝演示应用于电子干涉实验(排名第一)公元前三世纪公元前三世纪 埃拉托色尼测量地球圆周长埃拉托色尼测量地球圆周长（排名第七）1616世纪末世纪末 伽利略的自由落体实验伽利略的自由落体实验（排名第二） 16世纪末世纪末 伽利略的加速度实验伽利略的加速度实验（排名第八） 17世纪末世纪