等厚干涉牛顿环刘小廷.ppt

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1、等厚干涉牛顿环刘小廷 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一一.光的干涉基本知识光的干涉基本知识1.光的干涉光的干涉 两列相干波在叠加区域某些点的光振两列相干波在叠加区域某些点的光振动始终加强，某些点的光振动始终减弱，动始终加强，某些点的光振动始终减弱，光强有稳定的空间分布光强有稳定的空间分布2.相干光的条件相干光的条件（1）频率相同；）频率相同；（2）振动方向相同；）振动方向相同；（3）位相差恒定。）位相差恒定。3.相干光的获得方法相干光的获得方法基本

2、原理：基本原理：把一个光源的一点发出的光把一个光源的一点发出的光束设法分为两束，然后再使它们相遇束设法分为两束，然后再使它们相遇 两个独立的光源发出的光两个独立的光源发出的光或同一光源或同一光源的两部分发出的光都不是相干光的两部分发出的光都不是相干光 同一原子同一次发出的光在空间相遇同一原子同一次发出的光在空间相遇时是相干光时是相干光分波阵面法分波阵面法:从同一波阵面上取出两部从同一波阵面上取出两部分作为相干光源分作为相干光源分振幅法分振幅法:利用光在两种介质分界面上的利用光在两种介质分界面上的反射光和透射光作为相干光反射光和透射光作为相干光4.相干时间、相干长度相干时间、相干长度激发激发辐射

3、辐射激发态上粒子的寿命激发态上粒子的寿命发光持续时间发光持续时间发光是间歇的发光是间歇的光波列光波列:长度有限、频率一定、长度有限、频率一定、振动方向一定的光波振动方向一定的光波是谱线的中心波长，是谱线的中心波长，是谱线宽度是谱线宽度相干时间相干时间:光通过相干长度所需要的时间光通过相干长度所需要的时间相干长度相干长度:只有当两波列最大光程差小于只有当两波列最大光程差小于相干长度时，两束光才都发生干涉，相相干长度时，两束光才都发生干涉，相干长度与光的单色性关系为：干长度与光的单色性关系为：5.光程差、相位差光程差、相位差 光程光程:是光在媒质中所经历的几何路径是光在媒质中所经历的几何路径折合成

4、光在真空中的路程，光程为：折合成光在真空中的路程，光程为：相位差相位差:相位差与光程差的关系相位差与光程差的关系光在不同煤质中传播时速度、波长不同光在不同煤质中传播时速度、波长不同波疏波疏波密媒质波密媒质:反射点出现波节反射点出现波节反射点反射波的相位有反射点反射波的相位有 突变突变二二.半波损失半波损失波密波密波疏媒质波疏媒质:反射点出现波腹反射点出现波腹即在反射点入射波和反射波同相即在反射点入射波和反射波同相目镜目镜上下移动旋钮上下移动旋钮物镜物镜水平移动旋钮水平移动旋钮读数盘读数盘读数标尺读数标尺三三.实验装置实验装置 钠钠光光灯灯是是一一种种气气体体放放电电灯灯。在在放放电电管管内内充

5、充有有金金属属钠钠和和氩氩气气。开开启启电电源源的的瞬瞬间间，氩氩气气放放电电发发出出粉粉红红色色的的光光。氩氩气气放放电电后后金金属属钠钠被被蒸蒸发并放电发出黄色光。发并放电发出黄色光。钠钠光光在在可可见见光光范范围围内内两两条条谱谱线线的的波波长长分分别别为为589.6nm和和589.0nm。这这两两条条谱谱线线很很接接近近，所所以以可可以以把把它它视视为为单单色色光光源源，并并取取其其平平均均值值589.3nm为波长。为波长。平凸透镜平凸透镜平板玻璃平板玻璃牛顿环装置牛顿环装置牛顿环装置牛顿环装置 四四.实验原理实验原理五五.操作要领操作要领1.调节目镜调节目镜2.调节调节45度反射镜度

6、反射镜3 3.由下向由下向由下向由下向上调焦上调焦上调焦上调焦4.定性观察定性观察,防止防止一侧观察不到干一侧观察不到干涉条纹涉条纹5.定量测量定量测量,注注意鼓轮单方向意鼓轮单方向转动转动.1.利用透射光观测牛顿环与用反射光观测利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别会有什么区别?五五.思考题思考题亮暗互补亮暗互补,因其中一束透因其中一束透射光有两次半波损失射光有两次半波损失122.测量暗环直径时，叉丝交点没有通过环测量暗环直径时，叉丝交点没有通过环心，因而测量的是弦而非直径，对实验心，因而测量的是弦而非直径，对实验结果是否有影响结果是否有影响?为什么为什么?对实验结果没有影响对实验结果没有影响3.为什么由平凸透镜和平板玻璃形成的牛为什么由平凸透镜和平板玻璃形成的牛顿环离中心越远，条纹越密顿环离中心越远，条纹越密?