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1、分 波 面 與 分 振 幅 14-3 楊 氏 雙 縫 干 預 1773 - 1829 他 用 類 似 于 水 波 干 涉 的 原 理 ,托 馬 斯 楊 （ 英 ） 于 1801年 用 實 驗 觀 察 到 光 的 干 涉 現(xiàn) 象 。 一 、 楊 氏 雙 縫 干 預 p 1s2ss xoo B1r 2r2a 觀 察 屏雙 縫 aD 2D 紅光入射 白光入射a2 D x1、 楊 氏 雙 縫 干 預 實 驗 裝 置 sin tan /x D pxoo 1r 2r1s2ss r 2a2、 干 預 條 紋aD 2 Dsin2a Dxaa 2tan2 Dxa2 k 干 預 加 強 aDkx 2 明 紋 中
2、心 ,2,1,0kaDx 21 00 x 中央明紋 一級明紋 二級明紋aDx 2 Dxa2 2)12( k 干 預 減 弱 aDkx 4)12( 暗 紋 中 心 ,2,1,0krrr 12 aDx 4 1 一級暗紋 二級暗紋 aDx 432 一 、 楊 氏 雙 縫 干 預 Dxa2 k光 程 差 干 涉 加 強明 紋 公 式 aDkx 2 14-3 楊 氏 雙 縫 干 預 暗 紋 公 式 aDkx 4)12( ,2,1,0k2、 干 預 條 紋1、 楊 氏 雙 縫 干 預 實 驗 裝 置 3 干 預 條 紋 形 狀 及 間 距形 狀 ： 明 暗 相 間 的 直 條 紋 (平 行 于 縫 )間
3、距 ： 條 紋 均 勻 分 布 ， 等 間 距 。相 鄰 兩 條 明 紋 或 暗 紋 的 距 離 ：aDxxx kk 21 級 次 ： 中 間 條 紋 級 次 低 ,以 0級 明 紋 為 中 心 ， 兩 邊 對 稱 。aDkx 2 aDkx 4)12( 明 紋 條 件暗 紋 條 件 ,2,1,0k 0級 亮 紋+1級+2級-1級-2級x 觀 察 屏 暗 紋x aDxxx kk 21 aDxxx kk 21 0級 明 紋 為 白 色 ， 其 余 明 紋 為 彩 色 條 紋 。4 白 光 入 射 多 種 波 長 光 kaDx 2k級 彩 色 亮 紋 所 在 的 位 置 坐 標紅紫 白紫 紫 紫紅
4、紅紅k =1k = -1k = -2 k =0 k =2 0級同 一 級 波 長 越 長 x越 大 ， 越 向 外 擴 展 例 1、 求 距 離 中 央 亮 紋 的 第 5條 暗 紋 的 位 置 Dxd 2)12( k暗 紋 公 式 第 五 級 暗 紋 4k dDkx 2)12( dDx 29 注 意 ： 當 縫 間 距 為 d時 dDkx 2)12( k =1,2,3暗 紋 公 式 dDkx k =0,1,2,3明 紋 公 式 dDx 條 紋 間 距 例 2、 未 蓋 薄 膜 時 ， O點 光 程 差O點 的 光 程 差 改 變中 央 明 紋 上 移例 3、 例 4、 例 5、 P1M 2M
5、 Lo2s D1.菲 涅 耳 雙 面 鏡1s s二 、 分 波 陣 面 干 預 的 其 他 實 驗d等 效 于 相 距 為 d的 兩 個 相 干 光 源 （ 虛 光 源 ） S 和 S 發(fā) 出 的 光 在 距 離 D處 干 涉 。 2.勞 埃 德 鏡當 P移 動 到 P /時 屏 與 反 射 鏡 M接 觸 ,由 于 半 波 損 失 ,接 觸 處 為 暗 紋 。2sd PMD1s PL等 效 于 相 距 為 d的 兩 個 相 干 光 源 S 和 S (虛 光 源 )發(fā) 出 的 光 在 距 離 D處 干 涉 。 2 Dxd k 加強 dDkx ）（明 紋 公 式 21- dDkx 明 紋 公 式
6、dDx 條 紋 間 距 P 1M 2M Loa2 2s D1s s Dxd k 加強 22 Dxa k 加強aDkx 221 ）（明 紋 公 式 - 總 結 楊 氏 雙 縫 干 預 2sa2 PMD1s x 1 12 1k 例 6 在 楊 氏 實 驗 裝 置 中 ， 采 用 加 有 藍 綠 色 濾 光 片 的 白 光光 源 ， 它 的 波 長 范 圍 為 = 100 nm， 平 均 波 長 為 = 490 nm. 試 估 算 從 第 幾 級 開 始 ， 條 紋 將 變 得 無 法 分 辨 。 k=4,從 第 五 級 開 始 無 法 分 辨 .解 nm10012 波 長 范 圍 nm4902 2
7、1 平 均 波 長 2 11k (k ) 條 紋 開 始 重 疊 時 有白 光 經(jīng) 藍 綠 色 濾 光 片 后 ， 只 有 藍 綠 光 。 98012 10012 nm5402 nm4401 0 例 7 單 色 光 照 射 到 相 距 為 的 雙 縫 上 ， 雙 縫 與 屏 幕 的 垂 直 距 離 為 1m。求 1 從 第 一 條 明 紋 到 同 側 旁 第 四 明 紋 間 的 距 離 為 ， 求 單 色 光 的 波 長 ； 2 假 設 入 射 光 的 波 長 為 600nm， 求 相 鄰 兩 明 紋 的 距 離 。解 1 根 據(jù) 雙 縫 干 預 明 紋 分 布 條 件 ： 2 1 0 ，kdDkx 明 紋 間 距 ： )( 141441 kkdDxxx 、得 ： )( 14 41 kkD xd 、將 ， x1， 4 ， D =1000mm 代 入 上 式 500nmmm105)14(1000 5.72.0 4 mm0.31062.01000 4 dDx 2 由 dDx
楊氏雙縫干涉實驗
