《双光束干涉》课件

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1、1．分波面法双光束干涉在实验室中为了演示分波面法的双光束干涉，最常采用的是图所示的双缝干涉实验。3.1.2双光束干涉(Two-beaminterference)pS*分波面法xk=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2**I激光Sl和S2双缝从来自狭缝S的光波波面上分割出很小的两部分作为相干光源，它们发出的两列光波在观察屏上叠加，形成干涉条纹。1．分波面法双光束干涉PSIDoS1S2dr1r2双缝单缝屏干涉条纹光强分布点光源从线光源S发出的光波经SS1P和SS2P两条不同路径，在观察屏P点上相交。S

2、S1S20qq1r2rPlqsind=DSS1S20S10qqqqd1r2r1r2rPlqsind=Dqsind=Dqsind=DyySS2lDR1R21．分波面法双光束干涉在d<

3、面法双光束干涉对应为光强极小，呈现干涉暗条纹。的空间点1．分波面法双光束干涉相邻两亮（暗）条纹间的距离是条纹间距为，且其中=d/D叫光束会聚角。在实验中，可以通过测量D、d和，计算求得光波长。1．分波面法双光束干涉②如果S1、S2到S的距离不相等，ΔR0，的空间点是亮条纹；则对应对应的空间点是暗条纹。1．分波面法双光束干涉②如果S1、S2到S的距离不相等，ΔR0，即干涉图样相对于R=0的情况，沿着y方向发生了平移。除了上述杨氏干涉实验外，菲涅耳双棱镜、菲涅耳双面镜和洛埃镜都属于分波面法双光

4、束干涉的实验装置。1．分波面法双光束干涉SS1S2双棱镜菲涅耳双棱镜的干涉M1M2S1S2S菲涅耳双面镜的干涉菲涅耳双面镜洛埃镜的干涉SS’M洛埃镜这些实验的共同点是：①在两束光的叠加区内，到处都可以观察到干涉条纹，只是不同地方条纹的间距、形状不同而已。这种在整个光波叠加区内随处可见干涉条纹的干涉，称为非定域干涉。②在这些干涉装置中，都有限制光束的狭缝或小孔，因而干涉条纹的强度很弱，以致于在实际上难以应用。1．分波面法双光束干涉③当用白光进行干涉实验时，由于干涉条纹的光强极值条件与波长有关，除了m=0的

5、条纹仍是白光以外，其它级次的干涉条统均为不同颜色（对应着不同波长）分离的彩色条纹。白光入射的杨氏双缝干涉照片1．分波面法双光束干涉例题2-1如图所示，利用干涉现象测定气体的折射率。当薄壁容器中充入待测气体并排除空气时，干涉条纹就会发生移动，由干涉条纹的移动情况就可以测定容器中气体的折射率SS1S2q2rPlqsind=DSS1S2S1Oqqqd2r1r1r12rPqsind=Dqsind=Dqsind=DxSS2DR1R2lQ2n解：(1)设薄壁容器中充入空气时，零级条纹出现在O点，而充入待测气体时，

6、零级条纹出现于P点。此时的光程差问：(1)当待测气体的折射率大于空气的折射率时，干涉条纹应如何移动？(2)设l=2.0cm，条纹移动20条，光波的波长为5893Å，空气的折射率为n=1.000276，求待测气体的折射率。零级条纹出现条件是即考虑到于是，零级条纹（因而所有条纹）应当上移。(2)考察屏幕上的一个固定点移动一个条纹，表明光程差相差一个波长，因此进而可得例题2-2用单色光做杨氏干涉实验时，如果把两个等宽狭缝中的一个加宽一倍，干涉条纹会发生什么变化？给出此时的相干度。解：两个狭缝相同时，相干度为使

7、一个狭缝加宽一倍，振幅变为原来的2倍，光强变为原来的4倍，相干度为因此干涉图样可见度变低。