《分波前干涉》PPT课件

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1、1§14-6分波前干涉一、杨氏干涉1.实验装置明条纹位置明条纹位置明条纹位置22.实验结果分析由图知=r2r1干涉项cos2/P点亮条纹条件即P点暗条纹条件即3用x表示亮暗条纹位置，由图知将两式相减，得因2a、x都很小，近似有r2+r1=2D，上式变为2D=4ax,即将此式代入亮暗纹条件得亮纹中心位置暗纹中心位置4k——干涉级数k=0时，x=0——中央明条纹（零级亮条纹）。k=1，2，…—分别称为一级、二级….亮条纹。±表示条纹在中央亮条纹两侧对称分布。k=1，2，…—分别称为一级、二级….暗条纹。屏幕上的干涉

2、图样是关于O点对称的明暗相间的条纹。k的取值为条纹的级数。暗条纹。012345-5-4-3-2-1杨氏干涉条纹是等间距的，相邻亮（或暗）条纹间距都为5若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。杨氏干涉可用于测量波长，是光的波动性的实验依据。*二、对干涉条纹可见度的分析1.干涉条纹的可见度（也称衬比度或对比度）Imin=0时,清晰度为最高,V=1Imax=Imin时,干涉条纹消失,V=0定义x，可见对于复色光，零级明纹仍为白色，但是x≠0时明条纹有色散，内侧紫，外侧红；62.空间相干性狭缝间距对干涉条纹的可见度有很大的影响，这可

3、用光场的空间相干性来描述。光源上边缘到P点的光程差由于a、b远小于R，所以即∴所以由零级亮纹条件，即=0时，得7同理，光源下边缘有零级亮条纹宽度光屏上出现干涉条纹的条件是即对有一定宽度的光源，缝宽2a满足条件才能在光屏上得到可见度不为零的干涉条纹。3.时间相干性普通光源所发出的光波列长度为（0为相干时间，l0为相干长度）8干涉的必要条件是波列的两部分到达相遇点光程差应小于波列长度l0波列越长，光场的时间相干性越好。由于波长存在一定范围,干涉条纹之间发生相对位移k级条纹中心位置亮纹宽度当即可见度为零kc级亮纹光程差所以9

4、可见度不为零的光程差的上限，是波列长度l0，于是这表示，波列长度l0与光源波长范围成反比，光源的单色性越好，波长范围就越小，波列就越长，光场的时间相干性就越好。例1:在杨氏实验中，双缝间距为0.45mm，使用波长为540nm的光观测。(1)要使光屏C上条纹间距为1.2mm，光屏应离双缝多远？(2)若用折射率为1.5、厚度为9.0m的薄玻璃片遮盖狭缝S2，光屏上干涉条纹将发生什么变化？解:⑴由式得10⑵S2遮盖时，中央亮纹在x=0处，遮后光程差为=(nh+r2h)r1=h(n1)+(r2r1)=h(n1)+

5、中央亮条纹应满足=0的条件，于是得遮盖后中央亮纹位置为这表示干涉条纹整体向下平移了10mm。11例2:在杨氏实验中双缝的间距为0.20mm，光屏与狭缝的距离为50cm,测得光屏上相邻亮条纹的间距为1.5mm。求光波的波长。解:由式得(1)明纹间距分别为(2)双缝间距d为双缝干涉实验中，用钠光灯作单色光源，其波长为589.3nm，屏与双缝的距离D=600mm例求(1)d=1.0mm和d=10mm，两种情况相邻明纹间距分别为多大？(2)若相邻条纹的最小分辨距离为0.065mm，能分清干涉条纹的双缝间距d最大是多少？解杨氏双逢

6、实验中d=0.5mm，屏幕与缝相距25cm。已知光源是由波长400nm和600nm的两种单色光组成。解求例距中央明条纹多远处，两种光源的明条纹第一次重叠?各为第几级?对于紫光，第k1级干涉明纹距中央明纹对于黄光，第k2级干涉明纹距中央明纹如果它们重合，则、明纹第一次重叠时用折射率n=1.58的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹的位置上。如果入射光波长为550nm。无云母片时，零级亮纹在屏上P点，加上云母片后，到达P点的两光束的光程差为当P点为第七级明纹位置时例求此云母片的厚度

7、是多少？解设云母片厚度为d。