杨氏双缝实验.ppt

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1、1.杨氏双缝实验§17-2双缝干涉托马斯•杨p·r1r2xx0xIxxDdo相干光的获得：分波阵面法d>>λ，D>>d(d10-4m,Dm)光路原理图：杨氏双缝实验2.干涉明暗条纹的位置xpr1r2xDdo·2.1波程差的计算设实验在真空（或空气）中进行，则波程差为：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2.2干涉明暗条纹的位置(1)一系列平行的明暗相间的条纹；(3)2.3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1.思考题2.例题一：3.例题二：4.菲涅耳双

2、棱镜干涉实验干涉现象测定气体折射率白光双缝干涉双缝干涉在双缝干涉实验中：（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？思考双缝干涉选题目的：讨论影响双缝干涉条纹分布的因素。（1）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。干涉明暗条纹的位置两相邻明纹（或暗纹）间距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，屏上的干涉条纹有何变化？干涉明暗条纹的位置（3）两条缝的宽

3、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干涉明暗条纹的位置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）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。干涉明暗条纹的位置例1用白光作双缝干涉实验

4、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。据前述内容有干涉明暗条纹的位置将红=7600Å，紫=4000Å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干涉明暗条纹的位置将红=7600Å，紫=4000Å代入得k=1.1因为k只能取整数，所以应取k=2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

5、晰可辨的。由xk红=x(k+1)紫的临界情况可得干涉明暗条纹的位置将红=7600Å，紫=4000Å代入得K=1.1因为k只能取整数，所以应取k=2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。干涉明暗条纹的位置lP`s1s2sp0·例2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=5893Å,空气折射率为1.0

6、00276,充以某种气体后，条纹移过20条，这种气体的折射率为多少(不计透明容器的器壁厚度)?干涉明暗条纹的位置解：1.讨论干涉条纹的移动，可跟踪屏幕上某一条纹(如零级亮条纹),研究它的移动也就能了解干涉条纹的整体移动情况.lP`s1s2sp0·当容器未充气时，测量装置实际上是杨氏双缝干涉实验装置。其零级亮纹出现在屏上与S1、S2对称的P0点.从S1、S2射出的光在此处相遇时光程差为零。容器充气后，S1射出的光线经容器时光程要增加，零级亮纹应在P0的上方某处P出现，因而整个条纹要向上移动。干涉明暗条纹的位置2.按题义，条纹上移20条，P0处现在出现第20级亮

7、条纹，因而有P`p0ls1s2s·光程S1P0-S2P0=N其中N=20，为移过的条纹数，而光程S1P0-S2P0=n`l-nln`，n分别为气体和空气的折射率，所以有n`l–nl=Nn`=n+/l干涉明暗条纹的位置2.按题义，条纹上移20条，P0处现在出现第20级亮条纹，因而有lP`s1s2sp0·光程S1P0-S2P0=N其中N=20，为移过的条纹数，而光程S1P0-S2P0=n`l-nln`，n分别为气体和空气的折射率，所以有n`l–nl=Nn`=n+/l干涉明暗条纹的位置3.菲涅耳双棱镜干涉实验EE`MNss1s2dBCpABCM1M2

8、s点光源4.菲涅耳双面镜干涉实验屏平面镜ABCM1