杨氏双缝干涉实验劳埃德镜课件

第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版1S1S2S*一一 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验L*第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版2ooB实实 验验 装装 置置1s2sspdd dxd一一 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验rsin12drrr波程差波程差x1r2r dd/tansindx第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版3实实 验验 装装 置置ooB1s2ssrx1r2r ddpk dxdr加强加强, 2 , 1 , 0k2) 12(k 减弱减弱42) 12(kdd暗纹暗纹ddkx 明纹明纹,2, 1 ,0kpooB1s2ssrx1r2r dd明、暗明、暗条纹的位置条纹的位置5kkxxx1(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点两侧点两侧。 dxdxx1干涉条纹特点干涉条纹特点：(2)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无关无关。两两相邻明（或暗）条纹间的距离称为相邻明（或暗）条纹间的距离称为条纹间距条纹间距。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。1k2k1k3k3k2kdd第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版6( (1) ) 一定时，若一定时，若 变化变化, , 则则 将怎样变化？将怎样变化？ dd、x第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版7( (2) ) 一定时一定时, ,条纹间距条纹间距 与与 的关系的关系如何？如何？xd d、第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版8例例1 在杨氏双缝干涉实验中，用波长在杨氏双缝干涉实验中，用波长=589.3 nm的钠灯作光源，屏幕距双缝的距的钠灯作光源，屏幕距双缝的距离离d=800 nm，问：问：( (1) )当双缝间距当双缝间距mm时，两相邻明条纹中时，两相邻明条纹中心间距是多少？心间距是多少？ ( (2) )假设双缝间距假设双缝间距10 mm，两相邻明条纹中，两相邻明条纹中心间距又是多少？心间距又是多少？第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版9mm 0.47ddx解解( (1) ) d=1 mm时时 ( (2) ) d=10 mm时时 mm 0.047ddx已知已知 =589.3 nmd=800 nm求求( (1) ) d=1 mm时时 ( (2) ) d=10 mm时时 ?x?x第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版10例例2 以单色光照射到相距为以单色光照射到相距为0.2 mm的双缝的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为上，双缝与屏幕的垂直距离为1 m.( (1) )从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为距离为7.5 mm，求单色光的波长；，求单色光的波长； ( (2) )若入射光的波长为若入射光的波长为600 nm, ,中央明纹中中央明纹中心距离最邻近的暗纹中心的距离是多少？心距离最邻近的暗纹中心的距离是多少？第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版11解解( (1) )( (2) ) , 2, 1,0,kkddxk141414kkddxxxnm 5001414kkxddmm 5121.ddx已知已知求求( (1) ) ? ( (2) ) m5714 m.xnm 600? xmm 20.d m 1d第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版12二二 双缝干涉光强分布双缝干涉光强分布)cos(2122010220210EEEEE)cos(2122121IIIII合光强合光强干涉项干涉项若若021IIIr212其中其中)(cos420rIIkrI,402) 12(,0kr则则第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版13)(cos420rIIkrI,402) 12(,0krr2345234004II光光 强强 分分 布布 图图0dd2dd4dd2dd4x第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版14紫光紫光光强分布图光强分布图04II022dd24dd22dd24ddx波长不同条纹间距不同波长不同条纹间距不同04II红光红光光强分布图光强分布图012dd14dd12dd14ddx第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版15三三 缝宽对干涉条纹的影响缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性空间相干性实验观察到，随缝宽的增大，干涉实验观察到，随缝宽的增大，干涉条纹变模糊，最后消失条纹变模糊，最后消失16四四 劳埃德镜劳埃德镜 半波损失半波损失 ：光由光速较大的介质射向光由光速较大的介质射向光速较小的介质时，反射光位相突变光速较小的介质时，反射光位相突变 . .1sPM2sd dPL当屏幕当屏幕 P P移至移至PP处，从处，从 S S1 1和和 S S2 2 到到 L L点的波程差点的波程差为零，但是观察到暗条纹，为零，但是观察到暗条纹，验证了反射时有半波损验证了反射时有半波损失存在。失存在。第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版17例例 3如图如图 离湖面离湖面 h=0.5 m=0.5 m处有一电磁波接收器处有一电磁波接收器位于位于 C ，当一射电星从地平面渐渐升起时，当一射电星从地平面渐渐升起时， 接收器断续地检测到一系列极大值接收器断续地检测到一系列极大值 . 已知射已知射电星所发射的电磁波的波长为电星所发射的电磁波的波长为20.0 cm, ,求第一求第一次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成的角度的角度.AChB212第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版18解解 计算波程差计算波程差BCACr22)2cos1 ( ACsinhAC AChB2122)2cos1 (sinhr极大极大时时kr 第第 十一章十一章 光学光学11-2 11-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜劳埃德镜物理学物理学第五版第五版19hk4) 12(sinh4arcsin174550410020arcsin21.-m m 1k取取 2/ 考虑半波损失时，附加波程差取考虑半波损失时，附加波程差取 均可，符号不同，均可，符号不同， 取值不同，对问题实取值不同，对问题实质无影响质无影响.k注意注意AChB212