19.2+分波面法双光束干涉.ppt

一、杨氏实验一、杨氏实验二、其他类似装置二、其他类似装置 干涉主要包含以下几个主要问题干涉主要包含以下几个主要问题实验装置；实验装置；确定相干光束，求出光程差确定相干光束，求出光程差(相位差相位差)；分析干涉花样，给出强度分布；分析干涉花样，给出强度分布；应用及其他。应用及其他。杨杨(T.Young)在在1801年首先发现光的干涉年首先发现光的干涉现象，并首次测量了现象，并首次测量了光波的波长。光波的波长。1第19章 光的干涉1.实验装置实验装置(点源点源 分波面分波面 相遇相遇)2.强度分布强度分布确定相干光束确定相干光束计算光程差计算光程差根据相长、相消条件确定坐标根据相长、相消条件确定坐标步骤步骤一、一、分波阵面法分波阵面法（杨氏实验杨氏实验)明明条纹位置条纹位置明明条纹位置条纹位置明明条纹位置条纹位置2第19章 光的干涉o o两光线光程差两光线光程差理论分析理论分析光程差光程差观察屏观察屏P P3第19章 光的干涉亮纹亮纹暗纹暗纹（光强极大位置）（光强极大位置）（光强极小（光强极小位置）位置）两光线光程差两光线光程差o o观察屏观察屏P P装置装置14第19章 光的干涉(1)屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为一系列平行的一系列平行的明暗相间条纹明暗相间条纹(4)当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地排列着几条彩色条纹。排列着几条彩色条纹。Ik012-1-24I0 x0 x1x2x-2x-1光强分布光强分布讨论讨论(2)已知已知 d,D 及及x,可测可测 ；(3)x 正比于正比于 和和 D，反比于，反比于 d；5第19章 光的干涉白光入射的杨氏双缝干涉照片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红光入射的杨氏双缝干涉照片您能您能判断判断0级级条纹在哪吗？条纹在哪吗？6第19章 光的干涉P观察结果与装置观察结果与装置1相同！相同！3.双缝干涉的常用装置双缝干涉的常用装置装置装置2透镜成像不会引入附加相位差透镜成像不会引入附加相位差相干光线的光程差相同等于相干光线的光程差相同等于装置装置2 在屏上相邻亮条纹的间距在屏上相邻亮条纹的间距7第19章 光的干涉洛洛 埃埃 镜镜 的的 干干 涉涉SSM或或二、其他类似装置二、其他类似装置洛埃镜洛埃镜 费涅耳双棱镜费涅耳双棱镜 费涅耳双面镜费涅耳双面镜处理办法：处理办法：等效双缝等效双缝思考：为思考：为什么光程什么光程差公式中差公式中出现了出现了屏上屏上O 点出点出现暗条纹现暗条纹 半波损失半波损失 相当于入射波相当于入射波与反射波之间与反射波之间附加了一个半附加了一个半波长的波程差波长的波程差8第19章 光的干涉SS1S2双棱镜双棱镜双双 棱棱 镜镜 的的 干干 涉涉9第19章 光的干涉M1M2S1S2S双双 面面 镜镜 的的 干干 涉涉10第19章 光的干涉(1)明纹间距分别为明纹间距分别为(2)(2)双缝间距双缝间距 d d 为为双双缝缝干干涉涉实实验验中中，用用钠钠光光灯灯作作单单色色光光源源，其其波波长长为为589.3 nm，屏与双缝的距离，屏与双缝的距离 D=600 mm。解解 例例求求(1)d=1.0 mm 和和 d=10 mm两两种种情情况况下下，相相邻邻明明条条纹纹间间距距分分别别为为多多大大？(2)若若相相邻邻条条纹纹的的最最小小分分辨辨距距离离为为 0.065 mm，能分清干涉条纹的双缝间距，能分清干涉条纹的双缝间距 d 最大是多少？最大是多少？11第19章 光的干涉用用白白光光作作光光源源观观察察杨杨氏氏双双缝缝干干涉涉。设设缝缝间间距距为为d，缝缝面与屏距离为面与屏距离为 D。解解 最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光最先发生重叠的是某一级次的红光和高一级次的紫光 清晰的可见光谱只有一级清晰的可见光谱只有一级 例例1在在400 760 nm 范围内，明纹条件为范围内，明纹条件为求求 能观察到的清晰可见光谱的级次。能观察到的清晰可见光谱的级次。12第19章 光的干涉用用折折射射率率 n=1.58 的的很很薄薄的的云云母母片片覆覆盖盖在在双双缝缝实实验验中中的的一一条条缝缝上上，这这时时屏屏上上的的第第七七级级亮亮条条纹纹移移到到原原来来的的零零级亮条纹的位置上。如果入射光波长为级亮条纹的位置上。如果入射光波长为 550 nm。解解 设设云云母母片片厚厚度度为为 d。无无云云母母片片时时，零零级级亮亮纹纹在在屏屏上上 P 点点，则则到到达达 P 点点的的两两束束光光的的光光程程差差为为零零。加加上上云云母母片片后后，到到达达P点的两光束的光程差为点的两光束的光程差为当当 P 点为第七级明纹位置时点为第七级明纹位置时 例例2求求 此云母片的厚度是多少？此云母片的厚度是多少？13第19章 光的干涉