大物物理教程 第2版 课件 6-2 双缝干涉.ppt

上页下页返回退出上页下页返回退出*条纹间距：可用来测波长。·条纹特点：(1)一系列平行的明暗相间的条纹；(2)不太大时条纹等间距；(3)条纹越向外侧，级次越高；★条纹级次：某条纹的干涉级次等于该条纹相应的两束相干光的光程差与波长的比值。明纹:?k，k=1,2,3…(整数级)暗纹:?(2k+1)/2，k=1,2,3…(半整数级)(4)。白光入射时，0级明纹中心为白色（可用来定0级位置），其余级明纹构成彩带，第2级开始出现重叠（为什么？）条纹的形状、分布反映了相位差的分布。所以干涉条纹可以反映光的全部信息（全息照相和普通照相的不同）*本题不能通过代某个公式解得，对其讨论有助于讲清光程概念。讲完之后可用13.1节中关于干涉条纹性状与光程差关系的内容作一小节。本题同时提供了一种干涉应用的思路。为了便于讨论，题中假设容器器壁厚度不计，这是不可能的.实际上，通常是在S2外放一补偿容器，以便容器未充气时零级条纹出现在P0处，充气后不因器壁产生新的光程差。讲完例题后对此作一简单说明，让学生知道一下实际应用中常遇到的“补偿”的思想。*§6-2双缝干涉一、杨氏双缝实验杨（T.Young）在1801年首先用实验方法研究光的干涉p·r1??r2?xx0xI?xxDdo相干光的获得：分波阵面法dλ，Dd光路原理图：钠黄光的杨氏双缝干涉条纹xpr1?r2?xDdo·1.波程差的计算设实验在真空（或空气）中进行，则波程差为：二、干涉明暗条纹的位置明纹中心暗纹中心两相邻明纹（或暗纹）间距干涉相长，明纹干涉相消，暗纹2.干涉明暗条纹的位置(1)一系列平行的明暗相间的条纹；(3)3.条纹特点：(2)?不太大时条纹等间距；杨氏双缝实验第一次测定了波长这个重要的物理量。双缝干涉条纹在双缝干涉实验中：（1）如何使屏上的干涉条纹间距变宽？（2）将双缝干涉装置由空气中放入水中时，屏上的干涉条纹有何变化？（3）若S1、S2两条缝的宽度不等，条纹有何变化？思考题若D、d已定，只有??，条纹间距变宽。若?已定，只有D↑、d↓（仍然满足d?)，条纹间距变宽。两相邻明纹（或暗纹）间距（1）如何使屏上的干涉条纹间距变宽？n水n空气实验装置放入水中后条纹间距变小（2）将双缝干涉装置由空气中放入水中时，屏上的两相邻明纹（或暗纹）间距干涉条纹有何变化？两条缝的宽度不等，使两光束的强度不等；虽然干涉条纹中心距不变，但原极小处的强度不再为零，条纹的可见度变差。Io??2?-2?4?-4?4I1现：可见度差原：可见度好振幅比，决定可见度的因素：光源的宽度，光源的单色性IImaxImino??2?-2?4?-4?（3）若S1、S2两条缝的宽度不等，条纹有何变化？例题6-6用白光作双缝干涉实验时，能观察到几级清晰可辨的彩色光谱？解:用白光照射时，除中央明纹为白光外，两侧形成内紫外红的对称彩色光谱.当k级红色明纹位置xk红大于k+1级紫色明纹位置x(k+1)紫时，光谱就发生重叠。据前述内容有将?红=7600?，?紫=4000?代入得k=1.1这一结果表明：在中央白色明纹两侧，只有第一级彩色光谱是清晰可辨的。由xk红=x(k+1)紫的临界情况可得因为k只能取整数，所以应取k=2例题6-7图示一种利用干涉现象测定气体折射率的原理图。在缝S1后面放一长为l的透明容器，在待测气体注入容器而将空气排出的过程中，屏幕上的干涉条纹就会移动。通过测定干涉条纹的移动数可以推知气体的折射率，问若待测气体的折射率大于空气折射率,干涉条纹如何移动？设l=2.0cm，光波波长?=5893?,空气折射率为1.00