双缝干涉中某一光路插入介质条纹分布

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1、双缝干涉中某一光路插入介质条纹分布摘要：考察在杨氏双缝干涉实验中某一光路中插入介质后条纹分布情况。结果分析可得：条纹会整体上移，条纹间距不变，且利用这个原理我们可以测出空气折射率。关键词：双缝干涉；介质；条纹；间距；空气折射率Abstract:ThedistributionoffringesintheYoungtwo-slitinterferencewhenonekindofmediumwasinsertedinthecertainprinciplewasstudied.Throughtheanalysi

2、s,wefoundthatthefringesroseasawholeandthepitchoffringesdidn’tchange,atthesametimemakingfulluseofthisprinciplewecandetecttherefractionofair.Keywords:Youngtwo–slit;medium;fringe;pitch;therefractionofair基本原理：实验原型是杨氏干涉实验，原理图如下：5r1S1R1PSr2XR2OS2用两个点波源作光的干涉实验的典

3、型代表是杨氏实验。在上面用水波盘演示的干涉实验中两振源是装在同一支架上的振子，杨氏实验原理图如上所示，在普通单色光前面放一个开着小孔的屏，作为单色光源。在S的照明范围内再放一个开有两个小孔S1和S2的屏。在屏上可获得一套相当明显的干涉条纹，且条纹有如下特点：1，明暗相间条纹2，中间O处是亮条纹沿两个方向对称3，条纹方向平行干涉的方向解决问题：现在在某一光路中插入一介质后，原理图如下所示5r1S1R1PSXOr2R2S2原来的光程差△L=(r2-r1)现在的光程差为△L=r2-(r1-L+nL)假设空气中n

4、≈1,所以△L=r2-r1-(n-1)L因为插入的介质的折射率n>1,相比较而言，现在的光程差△L减小了，相应地，其条纹的级别变低，意味着原来处于P下方的那低级别的条纹移至P点。换句话说，以观测点P点为中心的视场范围内成条纹上移现象。同时想进一步研究一下条纹间距是否会受影响：△L=r2-r1-(n-1)L又因为在旁轴条件下：r2-r1=d△x/D0级条纹位置r2-r1-(n-1)L=0所以d△x(0)/D=(n-1)L△X(0)=D(n-1)L/d51级条纹的位置r2-r1-(n-1)L=λ所以d△x(1

5、)/D=（n-1）L+λ△X(1)=(D(n-1)L+Dλ)/d所以条纹间距△x=△x(1)-△x(0)=Dλ/d即条纹间距不发生变化利用上述原理有一种干涉装置如图所示称为瑞利干涉仪。用以测定空气折射率，在双缝后面放置两个透明长管T1和T2.其中T2管已充满待测的空气，而T1管在初始时为真空，然后徐徐注入空气直至充满气压相同于T2管的空气，测定出这一过程中观察点P点强度变化为N,T1管中空气柱长为L,光波长为λ，以此测空气折射率n。T1ST2P△L=Nλ=(n-1)L所以空气折射率为n=1+Nλ/L5结论

6、：通过上面可以得出在杨氏干涉实验中，如果某一光路中加了一种介质则条纹会整体上移，且条纹间距没有任何影响，利用此原理可以求得空气折射率。5