杨氏双缝干涉实验.ppt

分波面与分振幅§14-3 §14-3 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉￿1773 - 1829 他用类似于水波干涉的原理他用类似于水波干涉的原理, ,托马斯托马斯 杨（英）于杨（英）于18011801年用实验观察到光的干涉现象年用实验观察到光的干涉现象一、一、 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉p2a观察屏观察屏双缝双缝红光入射红光入射白光入射白光入射1 1、、 杨氏双缝干涉实验装置杨氏双缝干涉实验装置p2a2 2、干涉条纹、干涉条纹干涉加强干涉加强明纹中心明纹中心中央明纹中央明纹一级明纹一级明纹二级明纹二级明纹┄┄┄┄ 干涉减弱干涉减弱暗纹中心暗纹中心一级暗纹一级暗纹二级暗纹二级暗纹┄┄┄┄一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉光程差光程差干涉加强干涉加强明纹公式明纹公式§14-3 §14-3 杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉暗纹公式暗纹公式2 2、干涉条纹、干涉条纹1 1、、 杨氏双缝干涉实验装置杨氏双缝干涉实验装置3 3 干涉条纹形状及间距干涉条纹形状及间距形状：形状：明暗相间的直条纹明暗相间的直条纹( (平行于缝平行于缝) )间距：间距：条纹均匀分布，等间距条纹均匀分布，等间距相邻两条明纹或暗纹的距离：相邻两条明纹或暗纹的距离：级次级次：中间条纹级次低：中间条纹级次低, ,以以0 0级明纹为中心，两边对称。

级明纹为中心，两边对称明纹条件明纹条件暗纹条件暗纹条件0 0级亮纹级亮纹+1+1级级+2+2级级-1-1级级-2-2级级 x观察屏观察屏暗纹暗纹Δx0级明纹为白色，级明纹为白色， 其余明纹为彩色条纹其余明纹为彩色条纹 4 4 白光入射（多种波长光）白光入射（多种波长光）k级彩色亮纹所在的位置坐标级彩色亮纹所在的位置坐标红红紫紫白白紫紫紫紫紫紫红红红红红红k =1k = -1k = -2k =0k =20级同一级波长越长同一级波长越长x x越大，越向外扩展越大，越向外扩展例例1 1、求距离中央亮纹的第、求距离中央亮纹的第5 5条暗纹的位置条暗纹的位置暗纹公式暗纹公式第五级暗纹第五级暗纹注意：当缝间距为注意：当缝间距为d d时时k =1,2,3……暗纹公式暗纹公式k =0,1,2,3……明纹公式明纹公式条纹间距条纹间距例例2 2、已知、已知未盖薄膜时，O点光程差O点的光程差改变中央明纹上移中央明纹上移例例3 3、、例例4 4、、例例5 5、、P1.菲涅耳双面镜菲涅耳双面镜二、分波阵面干涉的其他实验二、分波阵面干涉的其他实验等效于相距为d的两个相干光源（虚光源）S 和S 发出的光在距离D处干涉。

2.2.劳埃德镜劳埃德镜当当P P移动到移动到P P/ /时屏与反射镜时屏与反射镜M M接触接触, ,由于由于半波损失半波损失, ,接触处为暗纹接触处为暗纹PML等效于相距为d的两个相干光源S 和S (虚光源)发出的光在距离D处干涉加强加强dDxl l=条条纹间距距P加强加强加强加强总结杨氏双缝干涉总结杨氏双缝干涉PM例例6 6 在杨氏实验装置中，采用加有蓝绿色滤光片的白光在杨氏实验装置中，采用加有蓝绿色滤光片的白光光源，它的波长范围为光源，它的波长范围为 = 100 nm，平均波长为，平均波长为  = 490 nm. . 试估算从第几级开始，条纹将变得无法分辨试估算从第几级开始，条纹将变得无法分辨 k=4,从第五级开始无法分辨从第五级开始无法分辨. .解解波长范围波长范围平均波长平均波长条纹开始重叠时有条纹开始重叠时有白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光 例例7 7 单色光照射到相距为单色光照射到相距为0.2mm0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m1m求（求（1 1）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为7.5mm7.5mm，求单色光的波长；，求单色光的波长； （（2 2）若入射光的波长为）若入射光的波长为600nm600nm，求相邻两明纹的距离。

求相邻两明纹的距离解解（（1 1）根据双缝干涉明纹分布条件：）根据双缝干涉明纹分布条件：明纹间距：明纹间距：得：得：将将 d=0.2mm，x1，4 =7.5mm，D =1000mm 代入上式代入上式（（2）由）由。