大学物理—杨氏双缝干涉.ppt

第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理21.3.1 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验S，S1和和S2 3个平行狭缝个平行狭缝 平行单色光入射单缝平行单色光入射单缝 S1 和和S2是相干子光源是相干子光源12.3 杨氏双缝干涉 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 频率相同频率相同 光矢量振动方向光矢量振动方向 垂直纸面垂直纸面S1 和和S2相干子光源相干子光源 P点光强的计算点光强的计算 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 两光到两光到P点光程差点光程差考虑到考虑到 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2两列光波在两列光波在P点相差点相差P点的光强点的光强 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消P点的光强点的光强暗条纹位置暗条纹位置明条纹位置明条纹位置 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2明条纹位置明条纹位置暗条纹位置暗条纹位置 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2干涉条纹特点干涉条纹特点明条纹明条纹暗条纹暗条纹1)平行双缝明暗相间的条纹平行双缝明暗相间的条纹2)相邻明条纹或暗条纹的间距相邻明条纹或暗条纹的间距 等间距条纹等间距条纹 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理23)白光光源白光光源 除中央零级条纹为白色外除中央零级条纹为白色外 两边对称分布为彩色条纹两边对称分布为彩色条纹_光谱光谱 同一级干涉条纹同一级干涉条纹 波长短的条纹波长短的条纹_距离中心越近距离中心越近 明条纹的位置明条纹的位置 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理212.3.2 洛埃德镜实验洛埃德镜实验 来自来自S1的光波和来自反射面的光波和来自反射面(来自虚光源来自虚光源S2)的光的光 进行干涉形成干涉条纹进行干涉形成干涉条纹半波损失半波损失 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 光以掠射入射角从光疏介质射入光密介质时光以掠射入射角从光疏介质射入光密介质时 反射光相对于入射光的相位发生反射光相对于入射光的相位发生 相变相变 S1和和S2光在光在M点相差为零点相差为零_P点应为干涉相长点应为干涉相长 实际为暗条纹实际为暗条纹 两光在两光在P点相位相反点相位相反 相变相变 半波损失半波损失 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 光疏介质到光密介质光疏介质到光密介质 反射光反射光有半波损失有半波损失 透射光无半波损失透射光无半波损失 光密介质到光疏介质光密介质到光疏介质 反射光和透射光反射光和透射光 均无半波损失均无半波损失 半波损失半波损失 发生的条件发生的条件 光以近似垂直光以近似垂直_或掠射介质表面或掠射介质表面 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2,例例题题12-2 在在杨杨氏氏实实验验中中，以以纳纳光光作作为为光光源源=589.3nm，D=500 mm,问问:当当 d=1.2mm和和d=10mm两两种种情情况况时时,明明条条纹纹间间距距为为多多少少？能能分分清清明明条条纹纹最最小小间间距距为为0.065 mm的的最最大大双双缝缝间间距距为为多多少少？在在d=10 mm情情况况中中，如如用用n=1.30、厚厚度度t=0.051 mm的透明薄膜挡在的透明薄膜挡在S2的后面，条纹发生什么变化？的后面，条纹发生什么变化？1)明条纹的间距明条纹的间距 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理22)能分清明条纹最小间距为能分清明条纹最小间距为0.065 mm的的 最大双缝间距为多少？最大双缝间距为多少？明条纹间距明条纹间距最大双缝间距最大双缝间距 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理23)d=10 mm，n=1.30、厚度、厚度t=0.051 mm的的 透明薄膜挡在透明薄膜挡在S2的后，条纹发生什么变化的后，条纹发生什么变化?两束光到两束光到P点的光程差点的光程差 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2明条纹明条纹零级明条纹零级明条纹x=0 处干涉级数处干涉级数原零级条纹位置现为第原零级条纹位置现为第26级亮条纹级亮条纹_整个条纹向下移动整个条纹向下移动 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 例例题题12-3 用用白白光光作作光光源源观观察察杨杨氏氏干干涉涉条条纹纹，求求能能观观察察清清晰可见光谱的级次晰可见光谱的级次 只能观察到清晰可见的一级光谱只能观察到清晰可见的一级光谱*设第设第k+1级紫光条纹级紫光条纹 与第与第k级红光条纹开始重合级红光条纹开始重合 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2作业：单元四 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2 例例.在双缝干涉实验中，单色光源在双缝干涉实验中，单色光源S0到双缝到双缝S1和和S2 的距离分别为的距离分别为l1和和l2，且，且 其中其中 为入射光的波长为入射光的波长,双缝之间的距离为双缝之间的距离为d，双缝到光，双缝到光 屏的距离为屏的距离为D（Dd）。

求：）求：1)零级明条纹到屏幕中央零级明条纹到屏幕中央O点的距离；点的距离；2)相邻明条纹间的距离相邻明条纹间的距离 两缝发出的光在两缝发出的光在P点的相差点的相差 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2S1和和S2的相差的相差明条纹满足明条纹满足明条纹位置明条纹位置 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2相邻明条纹间的距离相邻明条纹间的距离明条纹位置明条纹位置零级明条纹零级明条纹 位于屏幕中央点位于屏幕中央点O的上方的上方 条纹间距未变条纹间距未变 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2,例题例题01 杨氏双缝干涉实验中，如用折射率杨氏双缝干涉实验中，如用折射率n1=1.4的薄玻璃的薄玻璃片遮盖缝片遮盖缝S1，用相同厚度折射率，用相同厚度折射率n2=1.7的薄玻璃片遮盖缝的薄玻璃片遮盖缝S2 将使屏幕上原来未放玻璃片时的中央明条纹变为第五级明纹将使屏幕上原来未放玻璃片时的中央明条纹变为第五级明纹 已知单色光波长已知单色光波长=480.0 nm,求玻璃片的厚度求玻璃片的厚度d可以认为光垂直通过玻璃片可以认为光垂直通过玻璃片)*薄玻璃片遮盖时薄玻璃片遮盖时 两缝到两缝到O点的光程点的光程 第十二章第十二章 光的干涉光的干涉大学物理大学物理2两缝到两缝到O点的光程差点的光程差O点现为第五级亮纹点现为第五级亮纹玻璃片的厚度玻璃片的厚度 。