大學(xué)物理(l-1)9-2楊氏雙縫干涉實驗

第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 1oo 實 驗 裝 置 1s2ss pD d一 楊 氏 雙 縫 干 涉 實 驗r xd D 2 1 sinr r d 波 程 差 x1r 2rDdsin tan /x D 9-2 相 干 光 的 獲 得 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 2 實 驗 裝 置 oo B1s2ss r x1r 2rDd pkxd D 加 強 1,2,3k (2 1)2k 減 弱 0,1,2,3k 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 3(2 1) 2Dk d 暗 紋Dk dx 明 紋 1,2,3k p oo B1s2ss r x1r 2rDd 0,1,2,3k 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 4 明 、 暗 條 紋 的 位 置(2 1) 2Dk d 暗 紋Dk dx 明 紋 1,2,3k 0,1,2,3k K 為 干 涉 條 紋 的 級 次 ， 零 級 明 紋 在 x=0處 ， 稱 為 中 央 明 紋 ； 正 負 號 表 示 各 級 干 涉條 紋 對 稱 分 布 在 中 央 明 紋 兩 側(cè) 。條 紋 間 距 Dx d 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 5 如 果 用 白 光 照 射 時 ， 出 現(xiàn) 由 紫 到 紅 彩色 條 紋 。 Dx k d 和 Dx d 如 果 用 復(fù) 色 光 （ 包 含 兩 個 以 上 波 長 或頻 率 的 光 ） 垂 直 照 射 時 ， 不 同 頻 率 的 光 按不 同 位 置 分 開 ， 出 現(xiàn) 彩 色 條 紋 ， 叫 光 譜 。 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 6 (1) 一 定 時 ， 若 變 化 , 則 將 怎 樣 變 化 ？d D、 x 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 7 (2) 一 定 時 ,條 紋 間 距 與 的 關(guān) 系 如 何 ？x d、 D 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 8 例 1 在 楊 氏 雙 縫 干 涉 實 驗 中 ， 用 波 長=589.3 nm的 納 燈 作 光 源 ， 屏 幕 距 雙 縫 的距 離 D=800 mm， 問 ： (1)當(dāng) 雙 縫 間 距 mm時 ， 兩 相 鄰 明 條 紋中 心 間 距 是 多 少 ？ (2)假 設(shè) 雙 縫 間 距 10 mm， 兩 相 鄰 明 條 紋中 心 間 距 又 是 多 少 ？ 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 90.47 mmDx d 解 (1) d=1 mm時 (2) d=10 mm時 0.047 mmDx d 已 知 =589.3 nm D=800 mm求 (1) d=1 mm時 (2) d=10 mm時 ?x ?x 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 10 例 2 以 單 色 光 照 射 到 相 距 為 0.2 mm的 雙縫 上 ， 雙 縫 與 屏 幕 的 垂 直 距 離 為 1 m. (1)從 第 一 級 明 紋 到 同 側(cè) 的 第 四 級 明 紋 間的 距 離 為 7.5 mm， 求 單 色 光 的 波 長 ； (2)若 入 射 光 的 波 長 為 600 nm,中 央 明 紋中 心 距 離 最 鄰 近 的 暗 紋 中 心 的 距 離 是 多 少 ？ 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 11解 (1)(2) , 0, 1, 2,k Dx k kd 14 4 1 4 1 Dx x x d 14 500 nm4 1xd D 1 15 mm2 Dx .d 已 知求 (1) ?(2) mm5714 .x nm 600 ?x mm 20.d 1 mD 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 12 例 3 以 白 光 垂 直 入 射 于 相 距 為 0.25 mm的雙 縫 上 ， 雙 縫 與 屏 幕 的 垂 直 距 離 為 50cm。問 將 觀 察 到 第 一 級 明 條 紋 彩 色 帶 有 多 寬 ？ 解 , 0, 1, 2,k Dx k kd 由 得 1 Dx d 紫 1 Dx d 紅1 1 2 103 ( )50 10 (7600 4000) 10 0.720.25 10Dx x x d mm 紅 紫 第9章 波動光學(xué) 大學(xué)物理學(xué)第二版 13 例 4 用 白 光 作 光 源 觀 察 雙 縫 干 涉 ,雙 縫 間距 為 d。 試 求 能 觀 察 到 的 清 晰 可 見 光 譜 的 級次 。 解 Dx k d由 得( 1)k k 紅 紫4000 1.37600 4000k 紫紅 紫K 取 整 數(shù) ， 清 晰 可 見 光 譜 只 有 一 級