杨氏双缝干涉实验

分波面与分振幅单色点光源分波面法§14-3杨氏双缝干涉1a托马斯杨ThomasYoung1773-1829()s这是杨氏的手稿他用类似于水波干涉的原理,通俗地解释他的双孔光干涉实验现象托马斯杨（英）于1801年用实验观察到光的干涉现象。并测量了光的波长，这是光的波动学说的有力证据之一。研究来至同一光源的两束相干光干涉的现象、规律、特点主要内容：2a一、杨氏双缝干涉p2a观察屏双缝红光入射白光入射光两缝间距两缝与屏距离屏上研究点与屏中心距离红光入射，在观察屏出现明暗相间条纹。白光入射，在观察屏出现彩色条纹，1、杨氏双缝干涉实验装置3ap2a2、干涉条纹干涉加强明纹中心中央明纹一级明纹二级明纹┄┄干涉减弱暗纹中心光程差一级暗纹二级暗纹┄┄明纹条件暗纹条件4as12sox12342aD50一、杨氏双缝干涉光程差干涉加强明纹公式§14-3杨氏双缝干涉暗纹公式2、干涉条纹1、杨氏双缝干涉实验装置5a3干涉条纹形状及间距形状：明暗相间的直条纹(平行于缝)间距：条纹均匀分布，等间距。相邻两条明纹或暗纹的距离：级次：中间条纹级次低,以0级明纹为中心，两边对称。明纹条件暗纹条件0级亮纹+1级+2级-1级-2级

x观察屏暗纹Δx6a入射波长变化引起条纹间距变化波长越长，条纹间距越大！7a双缝间距变化引起条纹间距变化双缝间距越大，条纹间距越小！8a0级明纹为白色，其余明纹为彩色条纹。4白光入射（多种波长光）k级彩色亮纹所在的位置坐标红紫白紫紫紫红红红k=1k=-1k=-2k=0k=2一级二级一级二级0级同一级波长越长x越大，越向外扩展9a例1、求距离中央亮纹的第5条暗纹的位置s12sox1234暗纹dD5中央亮纹l暗纹公式第五级暗纹注意：当缝间距为d时k=1,2,3…暗纹公式k=0,1,2,3…明纹公式条纹间距10als1d2soxP633nm0.5mmD3m例2、已知xr？求解法提要条纹间距xrlDd30.51036331093.80103m3.80mm11a问盖上此薄膜前、后，中央明纹在何处？已知ls12so光程比同厚度的空气的光程大未盖薄膜时，O点光程差d0是明纹。解法提要盖上题设的薄膜后，O点的光程差改变中央明纹上移例3、12a求待测气体折射率n容器光程解法提要盛空气盛待测气ln0ln光程差dnn0((l每移动一级，光程变化一个波长ldnn0((lNl得nNlln0+移动了级N容器充入待测气体后，条纹移动了级Nls12s已知空气n0l在精密测量场合，空气折射率要用n01.000276n例4、13a解法提要xr题设的是水中光波干涉条纹间隔，设水中光波波长为l则xrlDdxrDdl光波在真空的波长ln水l有得n水lxrDd已知s1d2sxPDn水xrsl光波波长求真空中例5、l可以准确测定光的波长及在水中的波长l14aP1.菲涅耳双面镜二、分波阵面干涉的其他实验等效于相距为d的两个相干光源（虚光源）S和S发出的光在距离D处干涉。12xrlDd条纹间距15a2.劳埃德镜当P移动到P/时屏与反射镜M接触,由于半波损失,接触处为暗纹。PML等效于相距为d的两个相干光源S和S(虚光源)发出的光在距离D处干涉。12xrlDd条纹间距加强16adDxl=D条纹间距s12sox1234dD50P加强加强总结杨氏双缝干涉PM17a例6

在杨氏实验装置中，采用加有蓝绿色滤光片的白光光源，它的波长范围为

=100

nm，平均波长为

=490

nm.试估算从第几级开始，条纹将变得无法分辨。

k=4,从第五级开始无法分辨.解波长范围平均波长条纹开始重叠时有白光经蓝绿色滤光片后，只有蓝绿光。18a例7单色光照射到相距为0.2mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1m。求（1）从第一条明纹到同侧旁第四明纹间的距离为7.5mm，求单色光的波长；（2）若入射光的波长为600nm，求相