2021-2022学年高二物理竞赛课件：迈克尔逊干涉仪和磁场对运动电荷的作用力.pptx

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1、迈克尔逊干涉仪和磁场对运动迈克尔逊干涉仪和磁场对运动电荷的作用力电荷的作用力迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪（Michelson interferometer）一一.仪器结构、光路仪器结构、光路二二.工作原理工作原理光束光束2和和1发生干涉发生干涉 若若M 1、M2平行平行 等倾条纹等倾条纹 若若M 1、M2有小夹角有小夹角 等厚条纹等厚条纹十十 字字 叉叉丝丝等厚条纹等厚条纹M 122 11 半透半反膜半透半反膜 补偿板补偿板反反射射镜镜反射镜反射镜光源光源观测装置观测装置薄膜薄膜补偿板可补偿两臂的附加光程差。补偿板可补偿两臂的附加光程差。SM2M1G1G2E3例、带正电荷q的离子以速度沿+x轴

2、方向运动，磁场沿+y轴，应加多大数值和什么方向的电场，才能使离子不发生偏转？(A)E=B,;沿-y轴;(B)E=VB,沿-y轴;(C)E=VB,;沿-Z轴;(D)E=B,;沿-Z轴答案:(C)x xy yz z4例、带负电荷q的离子以速度沿+x轴方向运动，磁场沿+y轴，应加多大数值和什么方向的电场，才能使离子不发生偏转？(A)E=VB,;沿+y轴;(B)E=VB,沿-y轴;(C)E=VB,;沿-Z轴;(D)E=VB,;沿+Z轴答案:(C)X(v)X(v)Y(B)Y(B)z z5 例：如图所示，一电子在例：如图所示，一电子在 的磁场中沿的磁场中沿半径为半径为R R=2=2cm cm 的螺旋线运动

3、螺距为的螺旋线运动螺距为h h=5.0=5.0cmcm。求。求1)1)磁场磁场B B 的方向如何？的方向如何？2)2)电子的速度。电子的速度。解：解：1）磁场方向如图向上）磁场方向如图向上 2）6例将平板玻璃覆盖在平凹柱面透镜的凹面上例将平板玻璃覆盖在平凹柱面透镜的凹面上（曲率为（曲率为R），（），（1）若单色光平行垂直照射，）若单色光平行垂直照射，观察反射光的干涉图样，试说明干涉条纹的形观察反射光的干涉图样，试说明干涉条纹的形状及其分布情况；（状及其分布情况；（2）当照射光波长）当照射光波长15000A时，平凹透镜中央时，平凹透镜中央A处是暗条纹，然后连处是暗条纹，然后连续改变照射光波长直到

4、波长变为续改变照射光波长直到波长变为26000A时，时，A处重新变为暗的，（在处重新变为暗的，（在5000A 6000A之间的之间的光波照射不能使光波照射不能使A处变暗）求处变暗）求A处平板玻璃和柱处平板玻璃和柱面之间空气间隙高度为多少？（面之间空气间隙高度为多少？（3）写出明暗纹）写出明暗纹位置公式。位置公式。等厚干涉等厚干涉dAre（3）明暗条纹位置：）明暗条纹位置：dAreh若平板玻璃在下，上面放一平凸柱面透镜，若平板玻璃在下，上面放一平凸柱面透镜，形状、特点？形状、特点？平行圆柱轴线的平行直条纹，越向外级次平行圆柱轴线的平行直条纹，越向外级次数越高，而且内疏外密。数越高，而且内疏外密。

5、SL-透镜透镜G1-半涂银镜半涂银镜G2-补偿透镜补偿透镜M1、M2反射镜反射镜1、构造及光路图：、构造及光路图：E-眼及望远镜眼及望远镜M1M2G1G2LEM1ESM1M2G1G2L当当M2移动半个波长时移动半个波长时光程差改变一个波长光程差改变一个波长 视场中将看到视场中将看到一条条纹移过。一条条纹移过。注意：注意：当视场中看到当视场中看到N个个条纹移过时，条纹移过时，M2平移的距离为：平移的距离为：(2)可测某介质的折射率可测某介质的折射率n、膜厚、膜厚d 若若M2，M1重合，紧贴重合，紧贴M1插一折射率为插一折射率为n、厚度为厚度为d的介质膜，光程差发生变化条纹的介质膜，光程差发生变化条纹移动移动N条：条：(1)测量光波长。测量光波长。2、迈克尔逊干涉仪的应用：、迈克尔逊干涉仪的应用：迈克耳孙在工作迈克耳孙在工作 迈克耳孙迈克耳孙（A.A.Michelson）因因创创造造精精密密光光学学仪仪器器，用用以以进进行行光光谱谱学学和和度度量量学学的的研研究究，并并精精确确测测 出出 光光 速速，获获1907年年诺诺贝贝尔尔物物理奖。理奖。美籍德国人美籍德国人