杨氏双缝干涉条纹的特点.ppt

《杨氏双缝干涉条纹的特点.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四节5.9ssss光的干涉光学基础本章主要内容：波动光学光的干涉(Interference)；光的衍射(DiffractionofLight)；光的偏振性（横波PolarizationofLight）。一、光谱可见光区红外区紫外区紫光红光λ(nm)•光在人眼视觉范围内的波段为400nm760nm。可见光760400630600570500450430蓝红橙黄绿青紫真空中波长(nm)频率(10Hz)147.503.955.004.765.266.006.676.98可见光波段二、光的本质光具有波动性和粒子性，合称波粒二

2、象性。光的波动性是指光是某一波段的电磁波。光在不同媒质的分界面上会发生反射和折射现象；在传播过程中出现干涉、衍射和偏振等现象。光在真空中的传播速度为：光的粒子性是指光是由单个的光子构成的。光电效应实验可以证明这一点。2.电磁波是电场强度与磁场强度的矢量波;1.光是电磁波,其波动方程是什么?光波是电磁波3.光矢量:对人眼和感光仪器起作用的主要是电场强度E,所以人们称电场强度E为光矢量.光波光矢量vme1OE光振幅I2Eo同一媒质中的相对光强sEH光波光强(一)、光源的发光机制：普通光源：自发辐射。每一个分子和原子都相当于一

3、个小光源，(1)它们发出的光的振幅、相位、振动方向各不相同；(2)原子发光是间歇的，眼睛感觉到的光强是平均光强;（3）波列的长度即相干长度。独立(不同原子发的光)··独立(同一原子先后发的光)能级跃迁辐射高能级E2低能级E1光子结论：普通光源不是相干光源。（二）.产生相干光的条件1.频率相同；2.振动方向一致；3.有恒定的相位差；两束光：来自两个普通光源或同一个光源的不同部分的光相遇叠加时，不可能产生干涉现象。普通光源：太阳光、电灯、手电筒、煤油灯等发出来的光，没有干涉现象发生，为什么？因为它们不是相干波源，发射的光波不

4、是相干波，所以普通光相遇，没有干涉现象发生。相干光来自的光为s12s相干光(满足光干涉条件)来自的光为s12s非相干光(不满足光干涉条件)无干涉现象有干涉现象s12ss12s相干光与非相干光一入射波传播到带有小孔的屏时，不论入射波的波阵面是什么形状，通过小孔时，在小孔的另一侧都产生以小孔作为点波源的前进波，可将其抽象为从小孔处发出的一种次波或子波，其频率与入射波频率相同。惠更斯原理（三）、相干光的获得1.分波阵面法2.分振幅法在点光源的同一波面上取两个点，使这两点发出的子波经过不同的路径后再相遇产生干涉的方法为分波阵面法

5、。如杨氏双缝干涉实验。一束光线经过介质薄膜界面的反射与折射，形成的两束光线产生干涉的方法为分振幅法。如薄膜、劈尖、牛顿环等。原理：使一个点光源的同一个点发出的光分成两个或两个以上的相干光束，使它们各经过不同的路径后再相遇以产生干涉。分波阵面法波源相干光的产生方法：分波阵面法*光源分振幅法一.杨氏双缝干涉实验一、杨氏双缝干涉实验DxOPS线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与S平行的狭缝S1、S2，且与S等距离，因此S1、S2是相干光源，且相位相同；S1、S2之间的距离是d，到屏的距离是D。干涉条纹I光强分布SdG单色光分波

6、阵面法在P点发生相长干涉的条件为在P点发生相消干涉的条件为——P点处出现明条纹——P点处出现暗条纹波程差为其它值的点,光强介于最明与最暗之间。因此上述两条纹分别是明纹中心和暗纹中心。☺相邻两明纹或暗纹间的距离为：暗纹中心的位置：PSDxOd当θ很小时，即D>>d,代入(1)、(2)式，可得明纹中心的位置：说明：x=0时，对应于零级明条纹;光程差=0;在零级明条纹两侧对称分布着第一级、第二级……第k级明条纹；杨氏双缝干涉图样的干涉条纹是等间隔、对称分布的0n=-1n=-2n=-3n=-4n=-5n=1n=2n=3n=4n

7、=5杨氏双缝干涉条纹的特点：1.屏幕中心为零级亮条纹，两侧为平行等间距的明暗相间条纹；4.当D、一定时，Δx与d成反比，d越小，条纹分辨越清。3.干涉条纹不仅出现在屏上，凡是两光束重叠的区域都存在干涉，故杨氏双缝干涉属于非定域干涉。2.条纹间距：应用：利用干涉条纹间距，测量未知光波的波长;k=0x05.Δx与成正比，用白光做光源时，除中央明纹是白光外，其它各级条纹是彩色条纹，紫在内红在外；6.λ1与λ2为整数比时，某些级次的条纹发生重叠。k1λ1=k2λ2，高级次的条纹发生交叠而模糊不清。白光入射的杨氏双缝干涉照片红

8、光入射的杨氏双缝干涉照片讨论题：1.如果用两个灯泡分别照亮S1、S2缝，能否看到干涉条纹？2.S1缝后贴一红色玻璃纸，S2缝后贴一绿色玻璃纸，能否看到干涉条纹？例题：在双缝干涉实验中，双缝与屏的间距D=1m，双缝间距d=0.2mm，屏幕上第二级明条纹位置为x=6.2mm，求光波的波长？解：杨氏双缝干涉,要求明确以下问