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文档简介
同学们好!§17-2双缝干涉一、杨氏双缝实验ThomasYoung1773--1829英国医生、科学家托马斯.杨1801年用双缝干涉实验证明了光的波动性,并首先测出太阳光的平均波长:该实验对光的波动说的复苏起到关键作用,在物理学史上占重要地位。“尽管我仰慕牛顿的大名,但我并不因此非得认为他是百无一失的。我……遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”S1S2**Ik=+1k=-2k=+2k=0k=-1S*1、实验装置(在真空或空气中进行)相干光的获得方法:分波阵面法S1S2**S*光路原理图:d>>λ,D>>d(d
10-4m,D
m)dDOPδx)θr1r22、明暗条纹的位置设实验在真空(或空气)中进行,波程差为:干涉相长,明纹干涉相消,暗纹明纹中心暗纹中心
两相邻明纹(或暗纹)间距3、条纹的特点条纹形态:平行于缝的等亮度、等间距、明暗相间条纹条纹亮度:条纹宽度:讨论:条纹的移动
(1)d,D一定时,若λ变化,则Δx将怎样变化?
(2)λ,D一定时,条纹间距Δx与d的关系如何?S*(3)白光照射双缝:零级明纹:白色其余明纹:彩色光谱高级次重叠。零级二级一级三级(4)光源S的移动对条纹的影响S沿x轴平移,条纹整体沿相反方向上下移动,其余不变S沿y轴平移,条纹不动思考:(1)条纹的定域两相干点光源的干涉图样是旋转双曲面,若在S1,S2的垂直平分线上放一垂直屏,远场旁轴时条纹为直线(2)光源对条纹可见度的影响定义:条纹的可见度(a)光强度对条纹可见度的影响由光强分布公式得两条缝的宽度不等,使两光束的强度不等;虽然干涉条纹中心距不变,但原极小处的强度不再为零,条纹的可见度变差。Io
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4I1现:可见度差原:可见度好IImaxImino
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若单缝宽b:等效于许多平行线光源,彼此干涉条纹错开,条纹清晰度下降直至消失考虑将缝光源垂直于轴上、下移动对干涉条纹的影响。屏单缝双缝SS1S2S’条纹将向下平移如图:(b)光源的宽度对条纹可见度的影响由几何关系可得b
的极限宽度:xI*描述光源线宽度对干涉条纹的影响。*反映扩展光源不同部分发光的独立性。光场的空间相干性:光源沿y轴方向扩展时,各点光源的各套干涉纹发生非相干性叠加,条纹更加明亮,所以用狭缝线光源(c)光的非单色性对条纹可见度的影响波列通过P点持续时间可以证明波列长度L与波长宽度
有关系:LP实际光源都发出非严格单色波,存在一谱线宽度
(
)。II0I0/2
谱线宽度O干涉条纹可见度定义相干长度为能产生干涉条纹的最大光程差比较:空间相干性:反映扩展光源不同部分发光的独立性时间相干性:反映原子发光的间歇性相干长度和相干时间越长,光源的相干性越好,条纹可见度越高。相干长度:相干时间:振幅比决定可见度的因素:光源的宽度光源的单色性EE`MNss1s2dBCp
二、其他分波阵面干涉1、菲涅耳双棱镜实验P2、菲涅耳双镜实验3、洛埃镜镜实验PML
半波损失
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