大学物理学之杨氏双缝干涉光程劳埃德镜.pptx
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1、第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜xk=+1k=-2k=+2k=0k=-1IS1S2S*一一 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜实实 验验 装装 置置一一 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验波程差波程差第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验
2、光程光程 劳埃德劳埃德镜镜 减弱减弱加强加强暗纹暗纹明纹明纹p第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜讨论讨论条纹间距条纹间距 明暗明暗条纹的位置条纹的位置暗纹暗纹明纹明纹1)条纹间距条纹间距 与与 的关系的关系 ;若若 变化变化 ,则,则 将怎样变化?将怎样变化?一定时,一定时,第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜 一定时,若一定时,若 变化,则变化,则 将怎样变
3、化将怎样变化?1)第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜2)条纹间距条纹间距 与与 的关系如何的关系如何?一定时,一定时,第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜3)将双缝干涉装置由空气中放入水中时,将双缝干涉装置由空气中放入水中时,屏上的干涉条纹有何变化?屏上的干涉条纹有何变化?n水水 n空气空气两相邻明纹(或暗纹)间距:两相邻明纹(或暗纹)间距:第十四章第十四章
4、波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜4)若若S1、S2两条缝的宽度不等,条纹有何变化?两条缝的宽度不等,条纹有何变化?Io 2-2 4-4 4I1IImaxImino 2-2 4-4 若若I1=I2第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜5)若用若用白光照射白光照射,在屏幕上可以得到,在屏幕上可以得到彩色彩色干涉条纹干涉条纹暗纹暗纹明纹明纹各单色光的各单色光的 0 级明纹重合形成级明
5、纹重合形成中央明纹中央明纹各单色光的各单色光的 1 级明纹错开形成级明纹错开形成彩色光谱彩色光谱更高级次的光谱因重叠而模糊不清更高级次的光谱因重叠而模糊不清因为条纹间距与波长成正比因为条纹间距与波长成正比第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜白光入射的杨氏双缝干涉照片白光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程
6、劳埃德劳埃德镜镜 例例1 以单色光照射到相距为以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上的双缝上,双缝与双缝与屏幕的垂直距离为屏幕的垂直距离为10m.(1)若屏上第一级干涉明若屏上第一级干涉明 纹纹 到同侧到同侧 的第四级明纹中的第四级明纹中 心间的距离为心间的距离为75mm,求单色光的波长求单色光的波长;(2)若入射光的波长为若入射光的波长为600nm,求相邻两暗纹中心间的求相邻两暗纹中心间的距离距离.解:解:(1)(2)第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜二二 光程和光程差光程
7、和光程差 (为什么引入(为什么引入“光程光程”?)?)光在真空中的速度光在真空中的速度 光在介质中的速度光在介质中的速度 介质中的波长介质中的波长介质的介质的折射率折射率n真空真空第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜 介质中的波长介质中的波长若光波在该介质中传播的几何路程为若光波在该介质中传播的几何路程为 ,则相位的则相位的变化为变化为上式上式表明表明,光波在介质中传播时,其,光波在介质中传播时,其相位的变化相位的变化不仅与不仅与光波传播的光波传播的几何路程几何路程和真空中的和
8、真空中的波长波长有关,而且与有关,而且与介质介质的折射率的折射率有关。有关。即光波在介质中通过几何路程即光波在介质中通过几何路程 所发生所发生的相位变化,相当于光波在真空中通过路程的相位变化,相当于光波在真空中通过路程 所发生所发生的相位变化。的相位变化。光程光程:媒质折射率与光的几何路程之积媒质折射率与光的几何路程之积=第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜 光程的物理意义光程的物理意义:光程就是光在媒:光程就是光在媒质中通过的几何路程质中通过的几何路程,按波数相等折合按波数相
9、等折合为为光在真空中通过的路程光在真空中通过的路程.光程光程:媒质折射率与光的几何路程之积媒质折射率与光的几何路程之积=P光程差光程差:光通过多层介质时:光通过多层介质时:第十四章第十四章 波动光学波动光学物理学教程物理学教程(第二版)(第二版)14 14 2 2 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验 光程光程 劳埃德劳埃德镜镜 干涉干涉加强加强 干涉干涉减弱减弱 当当两两相相干干光光在在空空间间某某处处叠叠加加时时,如如果果总总光光程程差差为为波波长长的的整整数数倍倍(或或半半波波长长的的偶偶数数倍倍)两两光光加加强强,产生亮条纹。产生亮条纹。当当光光程程差差为为半半波波长长的的奇奇数数倍倍时时
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