杨氏双缝干涉实验劳埃德镜

第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 1 S 1 S 2 S * * * 一 杨氏双缝干涉实验 L * 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 2 oo B 实 验 装 置 1s 2s s p dd d xd 一 杨氏双缝干涉实验 r s i n12 drrr 波程差 x 1r 2r d d /t a ns in dx 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 3 实 验 装 置 oo B 1s 2s s r x 1r 2r d d p k d xdr 加强 ,2,1,0k 2)12( k 减弱 2)12( k d d 暗纹 d dk x 明纹 ,2,1,0k p oo B 1s 2s s r x 1r 2r d d 明、暗 条纹的位置 kk xxx 1 (1)明暗相间的条纹对称分布于中心 O点两侧 。 dxdxx 1 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 k无关 。 两 相邻明（或暗）条纹间的距离称为 条纹间距 。 若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 1k 2k 1k3k 3k 2k d d 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 6 (1) 一定时，若 变化 , 则 将怎样变化？ dd、 x 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 7 (2) 一定时 ,条纹间距 与 的关系 如何？ x dd、 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 8 例 1 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 离 d=800 nm， 问： (1)当双缝间距 mm时，两相邻明条纹中 心间距是多少？ (2)假设双缝间距 10 mm，两相邻明条纹中 心间距又是多少？ 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 9 mm 0.4 7 d dx 解 (1) d=1 mm时 (2) d=10 mm时 mm 0.0 47 d dx 已知 =589.3 nm d=800 nm 求 (1) d=1 mm时 (2) d=10 mm时 ?x ?x 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 10 例 2 以单色光照射到相距为 0.2 mm的双缝 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 距离为 7.5 mm，求单色光的波长； (2)若入射光的波长为 600 nm,中央明纹中 心距离最邻近的暗纹中心的距离是多少？ 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 11 解 (1) (2) ,2,1,0, kk ddx k 141414 kkddxxx nm 500 14 14 kk x d d mm 51 2 1 . d dx 已知 求 (1 ) ?(2) m5714 m.x nm 600 ? x mm 20 .d m 1d 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 12 二 双缝干涉光强分布 )c o s (2 122010220210 EEEEE )c o s (2 122121 IIIII合光强 干涉项 若 021 III r 2 12 其中 )( co s4 20 rII krI ,4 0 2)12(,0 kr 则 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 13 )( c os4 20 rII krI ,4 0 2)12(,0 kr r 2 3 4 5234 0 04I I 光 强 分 布 图 0 dd 2 dd 4 dd 2dd 4 x 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 14 紫光 光强分布图 04I I 0 2 2 d d 2 4 d d 2 2 d d 2 4 d d x 波 长 不 同 条 纹 间 距 不 同 04I I红光 光强分布图 0 12 dd 14 dd12 dd14 dd x 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 15 三 缝宽对干涉条纹的影响 空间相干性 实验观察到，随缝宽的增大，干涉 条纹变模糊，最后消失 四 劳埃德镜 半波损失 ： 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 . 1s P M 2s d d P L 当屏幕 P移至 P 处，从 S1和 S2 到 L点的波程差 为零，但是观察到暗条纹，验证了反射时有半波损 失存在。 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 17 例 3如图 离湖面 h=0.5 m处有一电磁波接收器 位于 C ，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 . 已知射 电星所发射的电磁波的波长为 20.0 cm,求第一 次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成 的角度 . A C h B 2 1 2 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 18 解 计算波程差 BCACr 2 2)2co s1( AC s inhAC A C h B 2 1 2 2)2c o s1(s in hr 极大 时 kr 第 十一章 光学 11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜 物理学 第五版 19 h k 4 )12(sin h4ar cs i n1 745 504 10020a r c s i n 2 1 . . - m m 1k取 2/ 考虑半波损失时，附加波程差取 均可，符号不同， 取值不同，对问题实 质无影响 . k 注意 A C h B 2 1 2