江苏大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第十二章 光学 12.3 双缝干涉

12.3双缝千涉 12.3双缝千涉 一.杨氏双缝实验 前页后页目录 1

前页 后页 目录 1 12.3 双缝干涉 一. 杨氏双缝实验 12.3 双缝干涉

12.3双缝干涉 分波阵面法获得相干光 前页后页目录2

前页 后页 目录 2 12.3 双缝干涉 分波阵面法获得相干光 S S1 S2 P

123双缝千涉 二.干涉明、暗条纹的位置 通常满足 D>>d D>>x sin0≈tan0 波程差 0 6=2-1 ≈d.sing ≈d.tang 相位差△中=2π 6 =d. D 前页后页目录 3

前页 后页 目录 3 12.3 双缝干涉   x d D 1 r 2 r o S1 S2 二.干涉明、暗条纹的位置 通常满足 D d  D x  sin tan    波程差 2 1  = − r r   d sin   d tan x d D =  P o 相位差  = 2   

12.3双缝千涉 1)相长干涉（明纹极大） 6 △p=2π =士2k元 6=±2k (k=0,1,2…) d.x =士2k Xk=+2k D k=0,1,2.…) 2d k称为明纹级 零级明纹（中央明纹） 前页后页目录 4

前页 后页 目录 4 12.3 双缝干涉 1)相长干涉（明纹极大） 2 2 x d k D   = 2 0 1 2 2 ( , ) k D x k k , ... d =  =  k称为明纹级 2 0 1 2 2 k k ( , , ...)   =  = o x k 0 1 2 3 零级明纹（中央明纹） 2 2k       = = 

12.3双缝千涉 2)相消干涉（暗纹极小） △=2π=±(2k-1)元 6-2k-月 (k=1,2.…) 0 D x=±2k-l0 (k=1,2…) k称为暗纹级。 前页后页目录5

前页 后页 目录 5 12.3 双缝干涉 2)相消干涉（暗纹极小） 2 1 2 ( ) x d k D   =  − 2 1 1 2 2 ( ) ( ) k D x k k , ... d =  − =  2 1 1 2 2 ( ) ( , ...) k k   =  − = k称为暗纹级。 o x k 1 2 3 2 2 1 ( ) k       = =  −

12,3双缝千涉 3)明纹宽度（暗纹间距) 两条相邻暗纹中心的间距 △x=Xk+I-Xk A-DA △x 0 暗纹宽度（明纹间距） 两条相邻明纹中心的间距 △x=Xk+I-Xk Ar-2i 前页后页目录6

前页 后页 目录 6 12.3 双缝干涉 3)明纹宽度 D x d  =  两条相邻暗纹中心的间距 暗纹宽度 x 两条相邻明纹中心的间距 （暗纹间距） （明纹间距） D x d  =  x o x = − k k +1 x x x = − k k +1 x x x

12.3双缝千涉 4)干涉条纹特点 (1)平行于双缝的直条纹 (2)0不大时，等间距 问题的变化： 装置放入介质时，干涉条纹有 何变化？ 缝宽变化时，干涉条纹有何变 化？ 复色光入射时的干涉条纹？ 前页后页目录 7

前页 后页 目录 7 12.3 双缝干涉 4)干涉条纹特点 (1)平行于双缝的直条纹 (2)不大时，等间距 装置放入介质时，干涉条纹有 何变化？ 缝宽变化时，干涉条纹有何变 化？ 复色光入射时的干涉条纹？ x x o x 问题的变化：

12.3双缝千涉 单色光和自然光双缝干涉条纹对比 前页后页目录8

前页 后页 目录 8 12.3 双缝干涉 单色光和自然光双缝干涉条纹对比

123双缝千涉 例1在杨氏双缝实验中，用钠光灯作为光源 (=589.3nm),D=1m。 (1)若双缝间距=2mm时，试求千涉条纹间距； (2)如人眼能分辨的千涉条纹间距为0.15mm,现用人眼 直接观察干涉条纹，要能观察到干涉条纹，双缝的最大间 距d为多少？P135例题12-6 解： D3_1×589.3×10-2.95×104m △K= d 2×10-3 d= D_1×589.3×109 △x 0.15×10-3 =3.93×103(m) 本题完 前页后页目录9

前页 后页 目录 9 12.3 双缝干涉 例1 在杨氏双缝实验中，用钠光灯作为光源 （=589.3nm），D=1m。 （1）若双缝间距d=2mm时，试求干涉条纹间距； （2）如人眼能分辨的干涉条纹间距为0.15mm，现用人眼 直接观察干涉条纹，要能观察到干涉条纹，双缝的最大间 距d为多少？P135例题12-6 解： 9 3 1 589 3 10 2 10 . − −   =  4 2 95 10 . (m) − =  9 3 1 589 3 10 0 15 10 . . − −   =  3 3 93 10 . (m) − =  本题完 D x d   = D d x   =

12.3双缝千涉 例2在杨氏双缝实验中，采用加有蓝绿色滤光片的白 光光源，其波长范围为△九=100nm,平均波长为 2=490nm,试估算从第几级开始，条纹将变得无法分 辨？P135例题12-7 解：根据题意=元-△2=40(mm) 22=元+5△2=540(nm) 蓝、绿两种光第k级的明纹位置分别为 %=k d 七2= D22 d 前页后页目录 10

前页 后页 目录 10 12.3 双缝干涉 例2 在杨氏双缝实验中，采用加有蓝绿色滤光片的白 光 光 源 ， 其 波 长 范 围 为   =100nm， 平 均 波 长 为 =490nm，试估算从第几级开始，条纹将变得无法分 辨？ P135例题12-7 解：根据题意 1 1 440 2    = − =  (nm) 蓝、绿两种光第k 级的明纹位置分别为 2 1 540 2    = + =  (nm) 1 1 D x k d   = 2 2 D x k d   =