11-02杨氏双缝干涉-双镜-劳埃镜(18).pptVIP

*第十一章光学11-2杨氏双缝干涉实验劳埃德镜*一.杨氏双缝干涉实验最早应用波阵面分割法实现干涉现象的典型实验，其规律具有普遍性。杨氏在1801年完成该实验，并且以明确的形式确立了光波叠加原理，用光的波动性解释了干涉现象，此实验的历史意义重大。1.实验装置单色光源L；单狭缝S；双狭缝；屏幕P(简单、巧妙)；p单色强光源L，发光照射在单缝S上形成缝光源，该柱面光源发光照射在距S较近的双缝上，由于到达的光是同一波阵面上取出的两束光，故满足相干条件，屏幕P上可见明、暗相间的干涉条纹。解释：2.干涉条纹满足的条件思路：相干光传播到空间某点，是干涉加强、减弱，仅取决于两光波的初相差和波程差，由于发出的光同相位，故寻求波程差是本问题的关键，由此可得“条件”。分析：设双缝间距为d,所在平面与屏幕P平行，两者间距为D，且有，P上任取一点B,令B到距离为;于是可得由发出的光到达B点的波程差为：波程差：(1)其中利用：(2)a.明纹条件：(3)ppb.暗纹条件：(5)得明纹坐标：(4)(6)得暗纹坐标：p总之：a.干涉条纹满足的条件b.明、暗纹坐标注意：1.式中正负号＝条纹于坐标原点两侧对称分布；2.对应中央明纹；对应级条纹；3.不满足明、暗纹条件者，介于明、暗之间；明纹坐标暗纹坐标(4)(6)减弱加强(3)(5)c.相邻明、暗纹间距由(4)、(6)明、暗纹坐标可得：(7)(7)表明：3.确定，则；2.条纹间距；1.明、暗纹均为等间距分布；总之：：选D稍大，条纹分得开，易观察；：选波长稍大些，同上；：选d不要太大，同上；问题：若选白光光源如何？回答：除中央明纹（白色）外，两侧对称出现彩色条纹；问题：为何中央明纹为白色？回答：：故不同波长光的明纹具有不同间距，各种波长的明纹相互叠加出现彩色条纹；1.一定时，变化如何变化？()(7)一定时2.条纹间距与关系如何？()(7)二.劳埃德镜PML劳埃德提出一种更简单观察干涉现象的装置，该实验可向我们解释光在介质表面反射时一个重要的特征；1.装置：ML为背面涂黑的平面玻璃，狭缝射出的光直接到P，而以大入射角射到ML上并从其表面反射到屏P上的反射光，可看作由虚光源发出，于是实、虚光源形成相干光源；劳埃德镜可与杨氏双缝干涉类比，故有相同规律；2.图样：3.重要实验结果：a.劳埃德镜实验展示了光的干涉现象；PM屏幕P上可见明、暗相间干涉条纹；b.光在介质（玻璃）表面上反射，且入射角接近时，产生半波损失；PML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较之入射光的相位跃变，相当于反、入射光之间附加半个波长的波程差，称为半波损失.例1：单色光照射到相距0.2mm的双缝上,缝与屏幕的垂直距离为1m.1.从第一级明纹到同侧第四级明纹的距离为7.5mm,求该光波长;2.若入射光波长600nm,求相邻两明纹间距；解：分析：作如图可知由杨氏双缝干涉明纹条件可解此题；1.由双缝干涉明纹条件(1)2.由相邻明纹间距公式令：得：(2)(3)(4)(5)得：解:分析：关键是计算波程差；长为,求第一次测到极大时，该星体的方位及与湖面所成的角度.距湖面处有电磁波接收器位于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例2:射电信号的接收；CBA12取极大时：注意：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.ACB12作业：11-8；11-9；推荐：11-10；下次课：两小节；