楊氏雙縫干涉光程勞埃德鏡實(shí)用教案

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1、會計(jì)學(xué)1楊氏雙縫干涉楊氏雙縫干涉(gnsh) 光程光程 勞埃德鏡勞埃德鏡第一頁，共14頁。討論討論) 1(k條紋間距條紋間距 ddx白光照射時，出現(xiàn)彩色白光照射時，出現(xiàn)彩色(cis)條紋條紋 明暗明暗條紋的位置條紋的位置2) 12(kdd暗紋暗紋xddk明紋明紋,2, 1 ,0k1）條紋間距條紋間距 與與 的關(guān)系的關(guān)系 ;若若 變化變化 ，則，則 將怎樣變化？將怎樣變化？x dd、 一定時，一定時， 第1頁/共14頁第二頁，共14頁。 一定時，若一定時，若 變化，則變化，則 將怎樣變化將怎樣變化？ dd、x1）第2頁/共14頁第三頁，共14頁。2） 條紋間距條紋間距 與與 的關(guān)系如何的關(guān)系如何

2、？xd 一定時一定時，d、第3頁/共14頁第四頁，共14頁。 例例1 以單色光照射到相距為以單色光照射到相距為0.2mm的雙縫上的雙縫上,雙縫雙縫與屏幕的垂直距離為與屏幕的垂直距離為10m. (1) 若屏上第一級干涉明若屏上第一級干涉明 紋紋 到同側(cè)到同側(cè) 的第四級明紋中的第四級明紋中 心間的距離為心間的距離為75mm,求單色光的波長求單色光的波長; (2) 若入射光的波長為若入射光的波長為600nm,求相鄰兩暗紋中心間求相鄰兩暗紋中心間的距離的距離.解：解：（1）,2, 1 ,0,kkddxkdkkdxxx141414nm5001414kkddx（2）mm30)(ddx第4頁/共14頁第五頁

3、，共14頁。二二 光程光程(un chn)和光程和光程(un chn)差差 光在真空中的速度光在真空中的速度001c 光在介質(zhì)中的速度光在介質(zhì)中的速度1uncu1nu cnn 介質(zhì)中的波長介質(zhì)中的波長介質(zhì)介質(zhì)(jizh)的折射的折射率率nn真空真空第5頁/共14頁第六頁，共14頁。*1sP1r*2s2r*1sP1r*2s2rn 問問: 若將這兩光源置于若將這兩光源置于右圖的介質(zhì)中右圖的介質(zhì)中, P 點(diǎn)干涉結(jié)點(diǎn)干涉結(jié)果是否變化果是否變化 ? )(2cos1101rTtEE)(2cos2202nrTtEE 兩光源的光波在兩光源的光波在 P 點(diǎn)的光振動方程點(diǎn)的光振動方程 問問 如圖兩相干光源光如圖兩

4、相干光源光振動相位相同，且振動相位相同，且 , P 點(diǎn)干涉加強(qiáng)還是減弱點(diǎn)干涉加強(qiáng)還是減弱 ?21rr 第6頁/共14頁第七頁，共14頁。 波程差波程差 12rrr 相位差相位差 )(2)(212rTtrTtn)(212rrn)(212rnr 物理意義：光程就是光在媒質(zhì)中通過物理意義：光程就是光在媒質(zhì)中通過(tnggu)的幾何路程的幾何路程 , 按波數(shù)相等折合到真按波數(shù)相等折合到真空中的路程空中的路程.nrrn1) 光程光程: 媒質(zhì)折射率與光的幾何路程之積媒質(zhì)折射率與光的幾何路程之積 =nr*1sP1r*2s2rnnn 介質(zhì)中的波長介質(zhì)中的波長第7頁/共14頁第八頁，共14頁。2）光程）光程(u

5、n chn)差差 (兩光兩光程程(un chn)之差之差)12rnr光程差光程差,2, 1 ,0,kk,2, 1 ,02,kk 干涉干涉加強(qiáng)加強(qiáng)2 相位差相位差 干涉干涉減弱減弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk*1sP1r*2s2rn第8頁/共14頁第九頁，共14頁。 例例: 如圖雙縫如圖雙縫,已知入射光波長為已知入射光波長為 , 將折射率將折射率為為 n 的劈尖緩慢插入光線的劈尖緩慢插入光線 2 中中 , 在劈尖移動過程在劈尖移動過程中中 , 問問 1）干涉條紋間距是否變化？干涉條紋間距是否變化？ 2）條紋如何條紋如何移動？移動？S1s2s1r2roS

6、1s2s1r2roe1r2roneerr)(21 解：解：1）條）條紋紋(tio wn)間間距不變距不變. 點(diǎn)為點(diǎn)為零零級明紋位置級明紋位置o零級零級(ln j)明紋位置下移明紋位置下移21rr 012rr無劈尖時無劈尖時neerr)(21有劈尖時有劈尖時第9頁/共14頁第十頁，共14頁。 例例2 2 在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用波長 的單色光垂直照射在雙縫上的單色光垂直照射在雙縫上. .若用一折射率若用一折射率n = 1.58 1.58、厚度為厚度為 的云母片覆蓋在上方的狹縫上的云母片覆蓋在上方的狹縫上，問，問（1 1）屏上干涉條紋有什么變化？屏上干涉條紋有什么變化？

7、 （2 2）屏上中央屏上中央o點(diǎn)現(xiàn)在是明紋還是暗紋？點(diǎn)現(xiàn)在是明紋還是暗紋？nm550m106 . 66e1s2so 解：解：(1)干涉條紋干涉條紋(tio wn)向向 上平移上平移 (2)ken ) 1(7) 1(enk中央中央o點(diǎn)為明紋點(diǎn)為明紋第10頁/共14頁第十一頁，共14頁。1sP三三 勞埃德鏡勞埃德鏡 半波損失半波損失 ：光從光速較大的介質(zhì)射向光速較?。汗鈴墓馑佥^大的介質(zhì)射向光速較小的介質(zhì)時反射光的相位較之入射光的相位躍變了的介質(zhì)時反射光的相位較之入射光的相位躍變了 ， 相當(dāng)于反射光與入射光之間附加了半個波長的波相當(dāng)于反射光與入射光之間附加了半個波長的波程差，稱為半波損失程差，稱為半

8、波損失.M2sd dPL第11頁/共14頁第十二頁，共14頁。Ch解解 計(jì)算計(jì)算(j sun)波程波程差差BCACr22)2cos1 ( ACsinhAC B2A12 , 求求 第一次測到極大時，射電星的方第一次測到極大時，射電星的方位與湖面所成的角位與湖面所成的角 . 如圖如圖 離湖面離湖面 處有一電磁波接收器位處有一電磁波接收器位于于 C ，當(dāng)一射電星從地平面漸漸升起時，當(dāng)一射電星從地平面漸漸升起時， 接收器斷續(xù)接收器斷續(xù)接收接收 到一系列極大值到一系列極大值 . 已知射電星發(fā)射的電磁波波長已知射電星發(fā)射的電磁波波長為為cm0 .20m5 . 0h例例3 射電信號的接收射電信號的接收第12頁/共14頁第十三頁，共14頁。hk4) 12(sin74. 54arcsin1h1k取取 極大極大時時kr 考慮半波損失時，附加波程差取考慮半波損失時，附加波程差取 均可，均可，符號不同，符號不同， 取值不同，對問題實(shí)質(zhì)無影響取值不同，對問題實(shí)質(zhì)無影響.2/k注意注意AChB2122)2cos1 (sinhr第13頁/共14頁第十四頁，共14頁。