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第十四章光学15

第十四章光学

§14-1杨氏双缝干涉

【基本内容】

一光的干涉

1、发光机制

00

光波：是波长在3500A——7700A之间的电磁波。

一个原子的发光：一次发光只能发出（1）频率一定、（2）振动方向一定、（3）长度有限的一段波列。

光源——大量原子的发光：发出具有不同频率、不同振动方向、不同位相的电磁波。

2、光的干涉现象

两列光波叠加后，在某些地方光强始终加强，在另一些地方光强始终减弱的现象。

3、光的相干条件：两列光波的（1）频率相同、（2）振动方向相同、（3）位相差相同或相差恒定。

二干涉基本理论

1、位相差和光程差

光程：光在媒质中所传播的距离与该媒质折射率的乘积。nr

光程的意义：光程nr表示在相同时间t内，光在介质n中传播r距离引起的位相差等于光在真空中传播

距离nr所引起的位相差。

光程差：nrnr

2211

位相差与光程差的关系：2







2、额外光程差——半波损失的影响

半波损失：光从光疏媒质（n小）入射到光密媒质（n大）而反射时。反射光的位相与入射光相比，在反射点

突然改变，引起附加光程差λ/2。

理解：（1）半波损失发生在反射光，且从光疏媒质入射到光密媒质而反射到光疏媒质时发生。（2）若额程差为

λ/2的偶数倍，则不考虑其影响。

3、干涉基本原理

光程差决定干涉明、暗条纹的位置：

k明纹k0,1,2,3

暗纹k0,1,2,3

(2k1)

2

三杨氏双缝干涉

1、明暗条纹位置

角位置：

dSink明纹k0,1,2,3

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暗纹k0,1,2,3

dSin(2k1)

2

若很小则：x





Sintg

D

线位置：

D明纹k0,1,2,3

xk

d