青岛科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第四十七讲 光的干涉（一）

算图十七讲光的于( 冒用日 能母 青岛科技大学 大学物理讲义

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光是一种电磁波 E= Eo coSa(t 平面电磁波方程 H=Ho cosO(t 光矢量用E矢量表示光矢量,它在引起人眼视 觉和底片感光上起主要作用 真空中的光速 C 00 :400~760nm 可见光的范围 v:75×1044.3×1014Hz 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 一 光是一种电磁波 cos ( ) 0 u r E = E  t − cos ( ) 0 u r H = H  t − 平面电磁波方程 0 0 1   真空中的光速 c = 可见光的范围 : 7.5 10 ~ 4.3 10 Hz : 400 ~ 760nm 14 14     光矢量 用 矢量表示光矢量, 它在引起人眼视 觉和底片感光上起主要作用 . E 

二相干光( coherent light) 1)普通光源的发光机制 AAAAA 激发态 E △t:108~10s 跃迁 普通光源发光特 自发辐射点:原子发光是断续 基态 的,每次发光形成 原子能级及发光跃迁 长度有限的波列,各 原子各次发光相互独 △E=hL 立,各波列互不相干 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 P 2 1 二 相干光(coherent light) : 10 ~10 s −8 −10 t 普通光源发光特 点： 原子发光是断续 的，每次发光形成一 长度有限的波列, 各 原子各次发光相互独 立，各波列互不相干. 1）普通光源的发光机制 E = h 原子能级及发光跃迁 基态 激 发 态 E n 跃迁 自发辐射

2)相干光的产生 波阵面分割法 振幅分割法 光源兴 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 2）相干光的产生 波阵面分割法 光源* 1 s 2 s 振幅分割法

杨氏双缝干涉实验 △=0、-o2n2- A=√4+A2+2A142cos△ B S10 实验装置 S d e xL0 2 d'>>d 光程差」sinO≈tanO=x/d 波程差 N=2-1≈ d sa 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 p 1 s 2 s s x o o  B 实 验 装 置 d 1 r 2 r d' d 三 杨氏双缝干涉实验 d'  r  波程差 r = r2 − r1  d sin 光程差 sin tan '    = x d 2 2 1 2 1 2 A A A A A = + +  2 cos  2 1 2 1 2 r r      −  = − − ' x d d 

B S -2 X △r 2 X 土k2 加强 k=0,1,2, ±(2k+1) 2减弱中央明纹k=0 ±k 明纹 k级明纹 X k=0.12 ±=,(2k+1) 暗纹 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 2 (2 1)   k + 减弱  k  = = d' x r d 加强 k = 0,1,2,  2 (2 1) '   k + d d 暗纹  d d k '  x = 明纹 k = 0,1,2,  p 1 s 2 s s x o o  B d 1 r 2 r d'  r   =  2 r    − 中央明纹k=0 k级明纹

明暗条纹的位置 ±k=2 明纹 X三 k=0,1,2, 土(2k+1) 暗纹 白光照射时,出现彩色条纹 讨论条纹间距△x (△k=1) 1)条纹间距与的关系;d、d一定时, 若九变化,则△x将怎样变化? 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 讨论 条纹间距 (k =1) d d x '  = 明暗条纹的位置 白光照射时，出现彩色条纹 2 (2 1) '   k + d d 暗纹  d d k '  x = 明纹 k = 0,1,2,  1）条纹间距 与  的关系 ; 若 变化 ，则x 将怎样变化？d、d' 一定时， 

1)d、d一定时,若变化,则△x将怎样变化? △x=d"a/d 光绿光〖紫光 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 1） d、d' 一定时，若  变化，则 x 将怎样变化？  =x d d ' / 

2)久、d一定时条纹间距△与d的关系如何? d S △x d S 间或小间天 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 2） 、d' 一定时，条纹间距 x 与 d 的关系如何？ d ' x d  = 

四双缝干涉光强分布 可观测的是光的强度 强度 振幅 E=VE+E20+2E0E20C(2-a) 光强=l1+12+212cos(92-g) 其中2-=2x4 若l1=l2=0千涉项 △ 4=± 则/=40c0s2(兀m)= 0,△r=±(2k+1)4/2 青岛科技大学 大学物理讲义

青岛科技大学 大学物理讲义 四 双缝干涉光强分布 2 cos( ) 10 20 2 1 2 20 2 E = E10 + E + E E  − 2 cos( ) = 1 + 2 + 1 2 2 −1 合光强 I I I I I 若 I1 = I2 = I0 干涉项    r − = 2π 其中 2 1 =  = 4 cos (π ) 2 0  r I I 4I 0 , r = k 0, r = (2k +1) 2 则 可观测的是光的强度 强度 =? 振幅