大学物理杨氏干涉课件.ppt

10—2 分波面干涉 主讲教师：刘秀英 作业：P131 10-1,10-2和10-3 预习：§10-3 * 一)杨氏双缝干涉 1）实验装置及现象 单 缝 双 缝 屏 若为白色光入射 截面图 r1 r2 双 缝 单 缝 屏 S1 S2 d D X O P 2）定量分析 C 作辅助线S1C? S2P 由光的干涉条件 明纹 暗纹 很小 O1 明暗纹位置： （明纹） （暗纹） S1 S2 d D X O P C -1级暗纹 2级暗纹 1级暗纹 -2级暗纹 1级明纹 0级明纹 -1级明纹 2级明纹 -2级明纹 明纹 暗纹 1）不同的k值，将有一对明或暗纹出现在中明纹两侧， 2）条纹是等间距的，且S1、S2间距越大，条纹越密。 以明纹为例 3）条纹间距与波长成正比，波长越小，干 涉条纹越密， 讨论： 4）若为白光入射，出现彩色条纹。 明暗纹位置： （明纹） （暗纹） 例1 杨氏双缝实验中，屏与双缝的距离D=1m ?=589.3nm, 问(1) d=2mm和d=10mm两种情况下,明纹间距各为多大？ (2) 如肉眼仅能分辨两条纹的间距为0.15mm,现用肉眼观察干涉条纹,双缝的最大间距是多少？ 解: (1) 相邻两明纹的间距公式为 d=2mm时, ?x =0.295mm d=10mm时, ?x =0.059mm (2) ?x =0.15mm, 此时双缝间距为 双缝间距大于4mm,肉眼无法分辨. 例10-2　如图所示，将折射率为n＝1.58的薄云母片覆盖在杨氏干涉实验中的一条狭缝S1上，这时屏幕上的零级明纹上移到原来的第七级明纹的位置上，如果入射光波长为550 nm，试求此云母片的厚度. 解　设屏上原来第七级明条纹在P处，云母片覆盖前两束相干光在P点的光程差为 设云母片厚度为d，在S1上覆盖云母片后， 所以云母片厚度为6.6μm，(1)式同时也提供了一种测量透明介质折射率的方法. (1) 例 在杨氏双缝实验中，采用加蓝绿色滤光片的白光光源,其波长范围为??=100nm,平均波长为490nm. 试估算从第几级开始，条纹将变得无法分辨? 解: 设蓝绿光的波长范围为:?1~ ?2 , ?1= 440nm ?2 =540nm D? x = ?k ?? d 明纹位置坐标分别为 D?1 x1 = k ?? d D?2 x2 = k ?? d 图示 0 x 无法分辨时, 应为 D?1 (k+1) ?? d D?2 k ?? d ? ?1 k ?? ?? = 4.4 所以，从第五级开始变得无法分辨. r1 r2 S1 S2 S 1) 如图示，玻璃片插入光路2中，缓慢地向上移动时(只遮住S2)，屏C上的干涉条纹有何变化？ P0 条纹向下移动 S1 S2 1 2 P 2) 从S1和S2到观察点P 的距离相等。相干光束1和2 分别穿过折射率为n1和n2 、厚度皆为 t 的透明薄片，它们的光程差是多少？ 思考： n2t –n1t =(n2 – n1)t 例：双缝干涉中，入射光波长为?，双缝至屏的距离为D， 在一个缝后放一厚为 b 的透明薄膜（n） 此时原中央明纹处仍为一明纹，求该明纹的干涉级。 S1 S2 d D X O nb O 解： 加薄膜后原中央 明纹处的光程差 课题练习 *