光波干涉條件和楊氏干涉實(shí)驗(yàn)第1頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/72

真空中波長(zhǎng)為的單色光，在折射率n

的透明介質(zhì)中從A傳播到B，兩處相位差為3

，則沿此路徑AB間的光程差為（A）1.5（B）1.5n（C）3（D）1.5/n

相位差為3的兩點(diǎn)幾何距離為1.5介，光程差為1.5介n

=1.5（A）1.5

介A

B

n分析：例題第2頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/733、單色光復(fù)色光準(zhǔn)單色光實(shí)際波列有限長(zhǎng)——復(fù)色光間斷振動(dòng)

波列越長(zhǎng)單色性越好單色光的波列無(wú)頭無(wú)尾無(wú)始無(wú)終。第3頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/74我開了兩盞燈,為什么沒(méi)看見干條紋？

干涉是有條件的！二、相干光和相干條件1、波的獨(dú)立性原理和疊加原理S2S1第4頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/752、相干條件在交疊區(qū)當(dāng)I12處處為0—I=I1+I2

非相干疊加—不相干——I12不處處為0的條件1）

相同3）相位差是常量

間的夾角不隨t變化，且2）

第5頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/763、相干疊加光強(qiáng)分布

只是空間的函數(shù)，因此光強(qiáng)在空間呈穩(wěn)定分布。在

=2m

處=(2m+1)處

原子發(fā)光具有隨機(jī)性、間斷性，即使同一個(gè)原子發(fā)出的前后兩列波，也很難保證同時(shí)滿足三個(gè)相干條件。要獲得相干光需要采取特殊的方法.第6頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/774、獲得相干光的主要方法分波陣面法

具有確定相差的波陣面上的兩個(gè)次級(jí)子光源是相干的。分振幅干涉法第7頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/78托馬斯·楊（ThomasYoung）英國(guó)物理學(xué)家、醫(yī)生和考古學(xué)家，光的波動(dòng)說(shuō)的奠基人之一波動(dòng)光學(xué)：楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)生理光學(xué)：三原色原理材料力學(xué)：楊氏彈性模量考古學(xué)：破譯古埃及石碑上的文字

12.2楊氏雙縫干涉第8頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/79SdD一、干涉結(jié)構(gòu)第9頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/710縫寬相等d二、光強(qiáng)分布=2m=（2

m+1）（明）（暗）D結(jié)論：1、干涉條紋代表著光程差的等值線。

2、相鄰兩個(gè)干涉條紋之間其光程差變化量為一個(gè)波長(zhǎng)l，位相差變化2p。第10頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/711dD三、楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)條紋位置明條紋中心：暗條紋中心：第11頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/712四、干涉條紋的間隔定義：兩條相干光線的夾角為相干光束的會(huì)聚角，用w表示。m+1第12頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/713干涉條紋的特點(diǎn):(干涉條紋是一組平行等間距的明、暗相間的直條紋。中央為零級(jí)明紋，上下對(duì)稱，明暗相間，均勻排列。干涉條紋不僅出現(xiàn)在屏上，凡是兩光束重疊的區(qū)域都存在干涉，故楊氏雙縫干涉屬于非定域干涉。當(dāng)D、λ一定時(shí)，e與d成反比，d越小，條紋分辨越清。

λ1與λ2為整數(shù)比時(shí)，某些級(jí)次的條紋發(fā)生重疊。

m1λ1=m2λ2

干涉條紋在屏上的位置（級(jí)次）完全由光程差決定，當(dāng)某一參量引起光程差的改變，則相應(yīng)的干涉條紋就會(huì)發(fā)生移動(dòng)。第13頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/714k=0k=-1k=-2k=1k=2除了中央亮紋仍是白色的外,其余各級(jí)條紋形成從中央向外由紫到紅排列的彩色條紋—光譜。如果用白光做實(shí)驗(yàn)，干涉條紋如何？第14頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/715

六、洛埃鏡實(shí)驗(yàn)D直射光光程反射光光程？思考：與楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)比干涉條紋有哪些相同、不同之處？第15頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/716五、楊氏干涉的應(yīng)用

測(cè)量波長(zhǎng)測(cè)量薄膜的厚度和折射率長(zhǎng)度的測(cè)量微小改變量第16頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/717例題1

若將雙縫裝置浸入折射率為n的水中，那么條紋的間距增加還是減小？解：入射光在水中的波長(zhǎng)變?yōu)樗韵噜徝鳁l紋或暗條紋的間距為故間距減小第17頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/718條紋移動(dòng)N=4例題2

楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，=500nm，在一光路中插入玻璃片（n=1.5）后O點(diǎn)變?yōu)?級(jí)明紋中心。求：玻璃片厚度e。解：光程差改變O第18頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/719例題3

在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，已知雙縫間距為0.60mm，縫和屏相距1.50m，測(cè)得條紋寬度為1.50mm，求入射光的波長(zhǎng)。解：由楊氏雙縫干涉條紋間距公式

e=Dλ/d可以得到光波的波長(zhǎng)為

λ=e·d/D代入數(shù)據(jù)，得λ=1.50×10-3×0.60×10-3/1.50=6.00×10-7m=600nm第19頁(yè)/共21頁(yè)2023/3/720

例題4

雙縫間的距離d=0.25mm,雙縫到屏幕的距離Ｄ=50cm,用波長(zhǎng)4000?～7000?的白光照射雙縫，求第2級(jí)明紋彩色帶(第2級(jí)光譜)的寬度。

解所求第2級(jí)明紋彩色帶(光譜)的寬度實(shí)際上是7000?的第2級(jí)亮紋和4000?的第2級(jí)亮紋之間的距離。k=0k=-1k=-2k=1k=2x亮紋故二級(jí)明