大学物理：《光学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 波动光学（1-3）双缝干涉

第三节 双缝干涉

第三节 双缝干涉

杨( TYoung在1801 年首先发现光的干涉 现象,并首次测量了 光浪的浪长

杨(T.Young)在1801 年首先发现光的干涉 现象，并首次测量了 光波的波长

杨氏实验(分波阵面法) 1.实验现象 明条纹位置 明条纹位置 明条纹位置

一. 杨氏实验 （分波阵面法） 1 s 2 s 明条纹位置 明条纹位置 明条纹位置 S 1. 实验现象 几种获得相干光的方法

杨氏双缝干涉条纹的特点 (1)、相邻条纹的间距彼此相等; (2)、以中央处的明条纹为中心成对称分布; (3)、不同单色光(即不同波长的光波)得到的条纹间距不等, 波长越短,条纹越密,波长越长,条纹越疏 (4)、如果用白光入射,屏幕只有中央条纹是白色的,其它各级 条纹是彩色的,波长由紫到红向外展开 (5)、条纹级数有限 (6)、各级明条纹亮度相近

杨氏双缝干涉条纹的特点： (1)、相邻条纹的间距彼此相等； (2)、以中央处的明条纹为中心成对称分布； (3)、不同单色光（即不同波长的光波）得到的条纹间距不等， 波长越短，条纹越密，波长越长，条纹越疏。 (4)、如果用白光入射，屏幕只有中央条纹是白色的，其它各级 条纹是彩色的，波长由紫到红向外展开。 (5)、条纹级数有限。 (6)、各级明条纹亮度相近

观察屏 相遇区 强度分布 确定相干光束 步骤计算光程差 根据相长相消条件确定坐标

S 2 1 S S 相遇区 观察屏 P 1 r 2 r 强度分布 •确定相干光束 •计算光程差 •根据相长 相消条件确定坐标 步骤 

X d sin e 观察屏 O 装置1 D D>xld…mmD……mn1 ≈ 两光线光程差 d sin e 因为两光线几乎平行所以角较小 dsin6≈dtg6

x o x d sin  d sin  dtg S 2 1 S S 观察屏 P  D d D >> d dmm Dm r  r  r 1 2 2 1 r r r  d sin  装置1 两光线光程差 因为两光线几乎平行 所以 角较小

d sine≈dgb k2(k=0±1,+2,…)亮纹 XX (2k+)(k=0土1±2,…)暗纹 亮纹所在的位置坐标x=k2 暗纹所在的位置坐标x=(2k+1) 2d 相邻两纹或相邻暗纹间距相等 均等于x=D 所以双缝干涉花样是一组等间距直条纹

k d D 亮纹所在的位置坐标 x = (2 1) 2 = k + d D 暗纹所在的位置坐标 x 所以双缝干涉花样是一组等间距直条纹  d D Δx = d sin  dtg D x = d k (k = 0,1,2, ) 亮纹 (2 1) ( 0, 1, 2, ) 2 k + k =     暗纹 相邻两纹或相邻暗纹间距相等 均等于

讨论 (1)屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为 系列平行的 明暗相间条纹 (2)已知d,D及A,可测 (3)Ax正比,D;反比d (4)当用白光作为光源时,在零级白色中央条纹两边对称地 排列着几条彩色条纹从中心往上看彩色为紫到红.(△x )

(1) 屏上相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间距为 d D x   = 一系列平行的 明暗相间条纹 (4) 当用白光作为光源时，在零级白色中央条纹两边对称地 排列着几条彩色条纹,从中心往上看,彩色为紫到红. (x  )。 讨论 (2) 已知 d , D 及Δx,可测 (3) Δx 正比  , D ; 反比 d

(5)光强分布 4l0 4 2 4 0 k 2 x -1 0 2(/d -(/n (a/d2(/d sine 双缝干涉的光强曲线

I 0 -4 -2 2 4  -2 -1 0 1 2 k 4I0 x -2 x 0 x1 x2 x -1 sin 0 -2(/d) -(/d) (/d) 2(/d) 双缝干涉的光强曲线 （5）光强分布

红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 实际明纹都有宽度,双缝干涉的明条纹不细锐(对观测不利)

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 实际明纹都有宽度，双缝干涉的明条纹不细锐(对观测不利)