物理-光的干涉-精品文档整理.ppt

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1、光的干涉1.光的干涉现象3.相干光的获得2.普通光源的发光机制 满足一定条件的两束光叠加时，在叠加区域光的强度或明暗有一稳定的分布。这种现象称作光的干涉1.光的干涉现象钠钠光光灯灯A钠钠光光灯灯B两束光两束光不相干！不相干！非相干非相干( (不同原子发的光不同原子发的光) )非相干非相干( (同一原子先后发的光同一原子先后发的光) ).能级跃迁能级跃迁E E2 2E E1 1h/EE12两个独立的光源不可能成为一对相干光源两个独立的光源不可能成为一对相干光源原子发光是原子发光是随机随机的，的，间歇性间歇性的，的，两列光波的两列光波的振动方向振动方向不可能一致，不可能一致，相位差相位差不可能恒定

2、。不可能恒定。普通 光源 （最基本发光单元是分子、原子）.从普通光源中获得相干光的原则从普通光源中获得相干光的原则先分光先分光 然后再相遇然后再相遇 分波面法：分波面法：从一次发光的波面上取从一次发光的波面上取出几部分再相遇。出几部分再相遇。S12SS相相遇遇区区分束装置分束装置衍射衍射 分振幅法：分振幅法：一支光线中分出一支光线中分出两部分再相遇。两部分再相遇。薄膜薄膜12分束分束相遇相遇波列波列波列长波列长 L = L = c c 从一个原子一次发光中获得从一个原子一次发光中获得分波阵面方法分振幅的方法杨氏双缝干涉实验菲涅耳双镜实验劳埃德镜实验薄膜干涉实验杨氏双缝干涉 杨氏在杨氏在1801

3、年首先用年首先用实验的方法研实验的方法研究了光的干涉究了光的干涉现象，为光的现象，为光的波动理论确定波动理论确定了实验基础。了实验基础。实验装置实验装置DddD 干涉条纹的形成干涉条纹的形成p xx0 xI xxDdo1r2r光路图光路图波程差：波程差：Dxdtgdsindrr 12S1S2S Dxddsin（干涉相长（干涉相长 ）k明纹位置明纹位置暗纹位置暗纹位置Dxd明（暗）条纹的位置公式明（暗）条纹的位置公式2) 1 2(k（干涉相消（干涉相消 ）dDkxk2 , 1 , 0k2 ) 1 2( ) 12(dDkxk, 2 , 1kdDkkxxkk11）（）（dDx 2 )1 2()3 2

4、( )12( )32(dDkkxxkk两两相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距。条纹间距条纹间距相邻明条纹间距相邻明条纹间距)(dDkxk相邻暗条纹间距相邻暗条纹间距)2 ) 1 2( ) 12(dDkxkdDx 总结总结重要公式（1 1）波程差：）波程差：（2 2）明纹位置）明纹位置dDkxk2 , 1 , 0kdDx 122kk干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消Dxddsin（3 3）条纹间距）条纹间距(1) (1) 明暗相间的条纹对称分布于中心明暗相间的条纹对称分布于中心O O点两侧；点两侧； xdD恒定,干涉条纹特点：干涉条纹特点：(2) (2)

5、 相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级相邻明条纹和相邻暗条纹等间距，与干涉级k k无关；无关；(3)若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 (4) D,d (4) D,d一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。一定时，由条纹间距可算出单色光的波长。(5(5）明纹中心光的强度为一个缝发出光的光强的）明纹中心光的强度为一个缝发出光的光强的4 4倍。倍。分波面干涉的其它一些实验分波面干涉的其它一些实验1 1菲涅耳双镜实验：菲涅耳双镜实验：实验装置实验装置：Dd 1S2S虚光源虚光源 、21SSWW平行于平行于dDkxdDkx212 明条纹中心的位置明条纹中心的位置2 ,

6、 1 , 0k屏幕上屏幕上O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕上明暗条纹中心对上明暗条纹中心对O点的偏离点的偏离 x为：为：暗条纹中心的位置暗条纹中心的位置S1S2S2M1MWWDdox光栏C2 , 1k2. 2. 劳埃德埃镜劳埃德埃镜MNO（劳埃德镜实验结果与杨氏双缝干涉相似）（劳埃德镜实验结果与杨氏双缝干涉相似） 接触处接触处, , 屏上屏上O 点点出现暗条纹出现暗条纹 半波损失半波损失 1S2S光从光疏介质射向光密介质界面时，在掠射或正射两种光从光疏介质射向光密介质界面时，在掠射或正射两种情况下，在反射过程中产生情况下，在反射过程中产生“半波损失半波损失”。dDkxdDkx212 明条纹中心的位置明条纹中心的位置2 , 1 , 0k暗条纹中心的位置暗条纹中心的位置2 , 1k