杨氏双缝干涉ppt课件

干涉问题要分析：干涉问题要分析：12-2 12-2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验(1)(1)相干光是谁。相干光是谁。(2)(2)波程差的计算。波程差的计算。(3)(3)干涉条纹的特点干涉条纹的特点(形状、位置、分布等形状、位置、分布等)。(4)(4)光强公式、光强曲线。光强公式、光强曲线。一装置与现象一装置与现象1 1装置：装置：单色光入射，单色光入射，d d (d d 10 10-4-4m m，m)m)Pxdr1r2 r ox1Ix0 x-1xx x缝平面缝平面观察屏观察屏ES1S2 双缝干涉双缝干涉 单色光单色光汞灯汞灯滤光片滤光片1干涉问题要分析：12-2 杨氏双缝干涉实验(1)相干光是谁1 1、波程差和位相差、波程差和位相差:在处相遇叠加的两列相干光的在处相遇叠加的两列相干光的波程差：波程差：（1 1）、波程差）、波程差:（2 2）、相位差）、相位差:dS1，S2两缝之间的距离两缝之间的距离。d 10-4mx两束光在屏上相遇的点两束光在屏上相遇的点到屏中心的距离。到屏中心的距离。两缝两缝的中心到观察屏中心的距离。的中心到观察屏中心的距离。m 相干光的波长。相干光的波长。x x0 xI xx doPr1 r221、波程差和位相差:在处相遇叠加的两列相干光的波程差：（2 2、干涉明暗条纹的位置和条件、干涉明暗条纹的位置和条件：（1 1）、干涉明暗条纹的条件）、干涉明暗条纹的条件：1 1）、用相位差表示）、用相位差表示：2 2）、用波程差表示：）、用波程差表示：k条纹级次条纹级次 x r x0 xI xx doPr1 r232、干涉明暗条纹的位置和条件：（1）、干涉明暗条纹的条件：1（2 2）干涉明纹和暗纹中心的位置：）干涉明纹和暗纹中心的位置：1 1）明纹中心的位置：）明纹中心的位置：2 2）暗纹中心的位置：）暗纹中心的位置：3 3）k=0k=0时时,即在屏中央出现明纹即在屏中央出现明纹称为零称为零级明纹。级明纹。如如D D、不变，而不变，而d d减小，某级条纹的位置如何变减小，某级条纹的位置如何变化？化？4（2）干涉明纹和暗纹中心的位置：1）明纹中心的位置：2）暗纹(2)(2)分布：分布：条纹等间距均匀分布条纹等间距均匀分布 3.3.双缝干涉条纹特点双缝干涉条纹特点：(1)(1)形状：形状：单色光入射单色光入射是一系列平是一系列平行于缝的明暗相间的直条纹。行于缝的明暗相间的直条纹。(4)(4)级次：级次：中间条纹级次最低。中间条纹级次最低。明纹：明纹：k(整数级整数级)暗纹：暗纹：(2k-1)/2(2(半整数级半整数级)某条纹级次某条纹级次k=该条纹相应的该条纹相应的 屏中央（屏中央（x=0）是零级明纹，两侧依次对称排列着各级）是零级明纹，两侧依次对称排列着各级明、暗条纹，中间级条纹次最低。明、暗条纹，中间级条纹次最低。观察屏观察屏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暗纹暗纹5(2)分布：条纹等间距均匀分布 3.双缝干涉条纹特点：(1相邻亮纹间距相邻亮纹间距:亮纹位置亮纹位置:（4 4）相邻两明纹或相邻两暗纹间的距离：）相邻两明纹或相邻两暗纹间的距离：可由此测可由此测。相邻两明纹中心或相邻两暗纹中心间的距离：相邻两明纹中心或相邻两暗纹中心间的距离：（5 5）条纹的宽度）条纹的宽度相邻两明暗条纹中心之间的距离相邻两明暗条纹中心之间的距离：观察屏观察屏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暗纹暗纹6相邻亮纹间距:亮纹位置:（4）相邻两明纹或相邻两暗纹间的距离(6)*S(6)*S向下移动向下移动,SS1S2BOr1r2CxdE 屏上各级条纹位置只有向上平移屏上各级条纹位置只有向上平移,条纹间距不变。条纹间距不变。为了保持光程差为了保持光程差 不变不变,O向上移到向上移到O处处,xSO,7(6)*S向下移动,SS1S2BOr1r2CxdE (3)(3)(3)(3)、光的半波损失：、光的半波损失：、光的半波损失：、光的半波损失：当光从光疏介质当光从光疏介质当光从光疏介质当光从光疏介质（n n较小）较小）较小）较小）入射到光入射到光入射到光入射到光密介质密介质密介质密介质（n n较大）较大）较大）较大）而在界面上反射时，而在界面上反射时，而在界面上反射时，而在界面上反射时，反射光反射光反射光反射光会发生数值会发生数值会发生数值会发生数值为为为为 的位相突变，相当于反射光多走了半个波长，称的位相突变，相当于反射光多走了半个波长，称的位相突变，相当于反射光多走了半个波长，称的位相突变，相当于反射光多走了半个波长，称反反反反射光射光射光射光有半波损失。有半波损失。有半波损失。有半波损失。n小小光疏介质；光疏介质；n大大光密介质光密介质n空气空气 n玻璃玻璃 ，n折射率折射率发生半波损失的条件：发生半波损失的条件：1)1)、由光疏媒质入射，光密媒质反射；、由光疏媒质入射，光密媒质反射；2)2)、正入射或掠入射。、正入射或掠入射。半波损失，实际上是入射光在界面的位相与反射半波损失，实际上是入射光在界面的位相与反射光在界面的位相有光在界面的位相有的位相差，折合成波程差，就的位相差，折合成波程差，就好象反射波少走（或多走）了半个波长，即好象反射波少走（或多走）了半个波长，即 的位相的位相差折算成波程差为差折算成波程差为2 2。8(3)、光的半波损失：当光从光疏介质（n较小）入射到光密介质例例12.1,P12.1,P142142):):用用单单色色光光照照射射相相距距0.4 mm的的双双缝缝，缝缝屏间距为屏间距为1 m.(1)1)从从第第1 1级级明明纹纹到到同同侧侧第第5 5级级明明纹纹的的距距离离为为6 6 mm，求此单色光的波长；求此单色光的波长；(2)(2)若若入入射射的的单单色色光光波波长长为为400400nm 的的紫紫光光，求求相相邻邻两明纹间的距离；两明纹间的距离；(3)(3)上上述述两两种种波波长长的的光光同同时时照照射射时时，求求两两种种波波长长的的明明条条纹纹第第1 1次次重重合合在在屏屏幕幕上上的的位位置置，以以及及这这两两种种波波长长的的光从双缝到该位置的波程差光从双缝到该位置的波程差.9例12.1,P142):用单色光照射相距0.4 mm的双缝已知已知:得得可得可得解：解：（1 1）由双缝干涉明纹的位置由双缝干涉明纹的位置已知已知橙色橙色(2)当当 时，相，相邻两明两明纹间距距为10已知:得可得解：（1）由双缝干涉明纹的位置已知橙色(2)(3)设两两种种波波长的的光光的的明明条条纹重重合合处离离中中央央明明纹的的距距离离为x，则有有即由由此此可可见见，波波长长为为400400nm 的的紫紫光光的的第第3 3级级明明条条纹纹与与波波长长为为600600nm 的橙光的第的橙光的第2 2级明条纹第级明条纹第1 1次重合次重合.重合的位置为重合的位置为双缝到重合处的波程差为双缝到重合处的波程差为11(3)设两种波长的光的明条纹重合处离中央明纹的距离为x，则有作业：作业：1 1、阅读：、阅读：P P9797PP101 101。2 2、exex：习题：习题：P P162162 12-7 12-7）12作业：1212-7）(1)由由 知知(2)1312-7）(1)由 知(2)13