杨氏双缝干涉光程劳埃德镜

第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜s xoo B实 验 装 置 d 1s 2s 1r 2rdd dxd 一 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 dr sin 12 drrr 波 程 差 dx tansin 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜2)12( k 减 弱k dxdr 加 强 ,2,1,0k 2)12( kdd 暗 纹ddk x 明 纹 ,2,1,0k p1s2ss xoo Bd 1r 2rd r 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜讨 论 )1( k条 纹 间 距 ddx 白 光 照 射 时 ， 出 现 彩 色 条 纹 明 暗 条 纹 的 位 置 2)12( kdd 暗 纹x ddk 明 纹 ,2,1,0k1） 条 纹 间 距 与 的 关 系 ;若 变 化 ， 则 将 怎 样 变 化 ？x dd、 一 定 时 ， 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 一 定 时 ， 若 变 化 ， 则 将 怎 样 变 化 ？dd、 x1） 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜2） 条 纹 间 距 与 的 关 系 如 何 ？x d 一 定 时 ，d、 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 例 1 以 单 色 光 照 射 到 相 距 为 0.2mm的 双 缝 上 ,双 缝 与屏 幕 的 垂 直 距 离 为 10m. (1) 若 屏 上 第 一 级 干 涉 明 纹 到 同 侧 的 第 四 级 明 纹 中 心 间 的 距 离 为 75mm,求 单 色 光 的 波 长 ; (2) 若 入 射 光 的 波 长 为 600nm,求 相 邻 两 暗 纹 中 心 间 的距 离 .解 ： （ 1） ,2,1,0, kkddx k dkkdxxx 141414 nm500 1414 kkddx（ 2） mm30)( ddx 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜二 光 程 和 光 程 差 光 在 真 空 中 的 速 度 001 c 光 在 介 质 中 的 速 度 1uncu 1 nu c nn 介 质 中 的 波 长 介 质 的折 射 率 n n真 空 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜*1s P1r*2s 2r* 1s P1r*2s 2r n 问 : 若 将 这 两 光 源 置 于 右图 的 介 质 中 , P 点 干 涉 结 果 是否 变 化 ? )(2cos 1101 rTtEE )(2cos 2 202 nrTtEE 两 光 源 的 光 波 在 P 点 的 光 振 动 方 程 问 如 图 两 相 干 光 源 光 振动 相 位 相 同 ， 且 , P 点 干 涉 加 强 还 是 减 弱 ?21 rr 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 波 程 差 12 rrr 相 位 差 )(2)(2 12 rTtrTt n )(2 12 rrn )(2 12 rnr 物 理 意 义 ： 光 程 就 是 光 在 媒 质 中 通过 的 几 何 路 程 , 按 波 数 相 等 折 合 到 真 空中 的 路 程 . nrrn 1) 光 程 : 媒 质 折 射 率 与 光 的 几 何 路 程 之 积 = nr*1s P1r*2s 2r nnn 介 质 中 的 波 长 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜2） 光 程 差 (两 光 程 之 差 )12 rnr 光 程 差 ,2,1,0, kk ,2,1,02 ,kk 干 涉 加 强 2 相 位 差 干 涉 减 弱 ,2,1,0,2)12( kk ,2,1,0,)12( kk * 1s P1r*2s 2r n 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 例 : 如 图 双 缝 ,已 知 入 射 光 波 长 为 , 将 折 射 率 为 n 的 劈 尖 缓 慢 插 入 光 线 2 中 , 在 劈 尖 移 动 过 程 中 , 问 1） 干 涉 条 纹 间 距 是 否 变 化 ？ 2） 条 纹 如 何 移 动 ？S 1s 2s 1r2r oe 1r2r oneerr )( 21 解 ： 1） 条纹 间 距 不 变 . 点 为 零 级 明 纹 位 置o 零 级 明 纹 位 置 下 移21 rr 012 rr无 劈 尖 时 neerr )( 21有 劈 尖 时 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 例 2 在 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 中 ， 用 波 长 的 单 色 光 垂 直 照 射 在 双 缝 上 .若 用 一 折 射 率 n = 1.58、厚 度 为 的 云 母 片 覆 盖 在 上 方 的 狭 缝 上 ，问 （ 1） 屏 上 干 涉 条 纹 有 什 么 变 化 ？ （ 2） 屏 上 中 央 o点 现 在 是 明 纹 还 是 暗 纹 ？ nm550m106.6 6e 1s2s o 解 ： (1)干 涉 条 纹 向 上 平 移 (2) ken )1( 7)1( enk中 央 o点 为 明 纹 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 1s P三 劳 埃 德 镜 半 波 损 失 ： 光 从 光 速 较 大 的 介 质 射 向 光 速 较 小的 介 质 时 反 射 光 的 相 位 较 之 入 射 光 的 相 位 跃 变 了 ， 相 当 于 反 射 光 与 入 射 光 之 间 附 加 了 半 个 波 长 的 波 程差 ， 称 为 半 波 损 失 . M2sd d PL 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜C h 解 计 算 波 程 差BCACr 2 2)2cos1( AC sinhAC B 2A1 2 , 求 第 一 次 测 到 极 大 时 ， 射 电 星 的 方 位与 湖 面 所 成 的 角 . 如 图 离 湖 面 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 接收 到 一 系 列 极 大 值 . 已 知 射 电 星 发 射 的 电 磁 波 波 长 为cm0.20 m5.0h例 3 射 电 信 号 的 接 收 第 十 四 章 波 动 光 学 物 理 学 教 程（ 第 二 版 ）14 2 杨 氏 双 缝 干 涉 实 验 光 程 劳 埃 德 镜 hk4 )12(sin 74.54arcsin1 h 1k取 极 大 时 kr 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 . 2/k注 意 A C hB 21 2 2)2cos1(sin hr