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1、干 涉 問 題 要 分 析 ： 12-2 楊 氏 雙 縫 干 涉 實(shí) 驗(yàn)(1)相 干 光 是 誰 。(2) 波 程 差 的 計(jì) 算 。(3)干 涉 條 紋 的 特 點(diǎn) (形 狀 、 位 置 、 分 布 等 )。(4)光 強(qiáng) 公 式 、 光 強(qiáng) 曲 線 。 一 裝 置 與 現(xiàn) 象1 裝 置 ：單 色 光 入 射 ， d (d 10-4m， m) D P xd r1 r2r o x1I x0 x -1xx x縫 平 面 觀 察 屏 ES1S2 雙 縫 干 涉 單 色 光汞 燈 濾 光 片 0, D D 1、 波 程 差 和 位 相 差 : 在 處 相 遇 疊 加 的 兩 列 相 干 光 的 波 程
2、 差 ：)7.12.(tgsin12 Dxdddrr )1.(2 （ 1） 、 波 程 差 : （ 2） 、 相 位 差 : dS1， S2兩 縫 之 間 的 距 離 。 d 10 -4mx兩 束 光 在 屏 上 相 遇 的 點(diǎn) 到 屏 中 心 的 距 離 。 兩 縫 的 中 心 到 觀 察 屏 中 心 的 距 離 。 m 相 干 光 的 波 長 。D D x x0 x Ixx d oPr1 r2D 2、 干 涉 明 暗 條 紋 的 位 置 和 條 件 ： ).(.22 )8.12).(2)12(.sin 明加 強(qiáng) 暗減 弱 kkDxdd （ 1） 、 干 涉 明 暗 條 紋 的 條 件 ：1
3、） 、 用 相 位 差 表 示 ：2） 、 用 波 程 差 表 示 ： .3,2,1,0kk 條 紋 級 次 xr x0 x Ixx d oPr1 r2D .3,2,1k )2.(.2 )3.(.122 )( )()( 明加 強(qiáng) 暗減 弱 kk ,.2,1k ,.2,1,0k （ 2） 干 涉 明 紋 和 暗 紋 中 心 的 位 置 ：)912.( dDkdDx ,.2,1,0k1） 明 紋 中 心 的 位 置 ： )1012.(2)12( dDkdDx2） 暗 紋 中 心 的 位 置 ： ,.3,2,1k3） k=0時(shí) , 即 在 屏 中 央 出 現(xiàn) 明 紋 稱 為 零級 明 紋 。 0 x
4、如 D、 不 變 ， 而 d減 小 ， 某 級 條 紋 的 位 置 如 何變 化 ？ (2)分 布 ： 條 紋 等 間 距 均 勻 分 布 3. 雙 縫 干 涉 條 紋 特 點(diǎn) ：(1) 形 狀 ： 單 色 光 入 射 是 一 系 列平 行 于 縫 的 明 暗 相 間 的 直 條 紋 。(4) 級 次 ： 中 間 條 紋 級 次 最 低 。明 紋 ： k (整 數(shù) 級 )暗 紋 ： (2k-1)/2(半 整 數(shù) 級 ) 某 條 紋 級 次 k = 該 條 紋 相 應(yīng) 的 12 rr 屏 中 央 （ x=0） 是 零 級 明 紋 ， 兩 側(cè) 依 次 對 稱 排 列 著 各 級明 、 暗 條 紋
5、， 中 間 級 條 紋 次 最 低 。 觀 察 屏 0級 亮 紋+1級+2級-1級-2級x 暗 紋 )1(1 kdDxk dDxxx kk 1相 鄰 亮 紋 間 距 :亮 紋 位 置 : kdDxk （ 4） 相 鄰 兩 明 紋 或 相 鄰 兩 暗 紋 間 的 距 離 ：)11.12.(dDx 可 由 此 測 。相 鄰 兩 明 紋 中 心 或 相 鄰 兩 暗 紋 中 心 間 的 距 離 ：（ 5） 條 紋 的 寬 度 相 鄰 兩 明 暗 條 紋 中 心 之 間 的 距 離 ： )21(kdD 明暗 kk xxl kdD )4.(2dDl 觀 察 屏 0級 亮 紋+1級+2級-1級-2級x 暗
6、紋 (6)*S向 下 移 動(dòng) , S S1S2 BOr1 r2C xd E 屏 上 各 級 條 紋 位 置 只 有 向 上 平 移 ,條 紋 間 距 不 變 。 為 了 保 持 光 程 差 不 變 ,O向 上 移 到 O處 ,xS O,0 d 發(fā)生半波損失的條件：1)、 由 光 疏 媒 質(zhì) 入 射 ， 光 密 媒 質(zhì) 反 射 ；2)、 正 入 射 或 掠 入 射 。 半 波 損 失 ， 實(shí) 際 上 是 入 射 光 在 界 面 的 位 相 與 反 射光 在 界 面 的 位 相 有 的 位 相 差 ， 折 合 成 波 程 差 ， 就好 象 反 射 波 少 走 （ 或 多 走 ） 了 半 個(gè) 波 長
7、 ， 即 的 位相 差 折 算 成 波 程 差 為 2。 例 12.1,P142):用 單 色 光 照 射 相 距 0.4 mm的 雙 縫 ，縫 屏 間 距 為 1 m. (1)從 第 1級 明 紋 到 同 側(cè) 第 5級 明 紋 的 距 離 為 6 mm，求 此 單 色 光 的 波 長 ； (2)若 入 射 的 單 色 光 波 長 為 400nm 的 紫 光 ， 求 相鄰 兩 明 紋 間 的 距 離 ； (3)上 述 兩 種 波 長 的 光 同 時(shí) 照 射 時(shí) ， 求 兩 種 波 長 的明 條 紋 第 1次 重 合 在 屏 幕 上 的 位 置 ， 以 及 這 兩 種 波 長的 光 從 雙 縫
8、到 該 位 置 的 波 程 差 . 已 知 : Dx k d 1 5 5 1 5 1( )Dx x x k kd 得可 得解 ： （ 1） 由 雙 縫 干 涉 明 紋 的 位 置mmd 4.0 mD 1mmx 651 已 知 nmm mkk xDd 600106 )15( 1061104.0)(. 7 3315 511 橙色(2)當(dāng) 時(shí) ， 相 鄰 兩 明 紋 間 距 為nm4002 mmmmdDx 110110400104.0 1 3932 nm4002 (3)設(shè) 兩 種 波 長 的 光 的 明 條 紋 重 合 處 離 中 央 明 紋 的 距離 為 x， 則 有 1 1 2 2D Dx k
9、kd d 即326004001221 kk nm6001 nm4002 21 k 32 k由 此 可 見 ， 波 長 為 400nm 的 紫 光 的 第 3級 明 條 紋 與 波 長為 600nm 的 橙 光 的 第 2級 明 條 紋 第 1次 重 合 .重 合 的 位 置 為雙 縫 到 重 合 處 的 波 程 差 為 61 1 2 2 1.2 10k k m mmmmdDkx 310310600104.0 1.2 39311 作 業(yè) ： 1、 閱 讀 ： P97 P101 。 2、 ex： 習(xí) 題 ： P162 12-7） 12-7） (1)由 知(2) kdDx 明 nmmm 600106.0 3 2102.0 1100.6 33 mmmdDx 3103106.0102.0 1 363
楊氏雙縫干涉
