1-2分波面干涉

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

一 双光干涉光强图样分布 满足相干条件：两束光具有同振动方向、同频率、 相位差恒定.

实 验 装 置

s

s1 d o

r1

B

p

r2

xo

s2d ' d

rd'

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

平面电磁波方程

r1 E1 E10 cos (t ) 10 u r2 E2 E20 cos (t ) 20 u2 20

E E E 2 E10 E20 cos( 2 1 )2 10

合光强其中

I I1 I 2 2 I1 I 2 cos( 2 1 )

2 1 2 π

r

0

光程差

干涉项

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

其中

r 2 1 2 π 2

若

I1 I 2 I 0

r 则 I 4 I 0 cos (π ) 双光干涉的光程差：

4I 0 , r k

0 , r (2k 1) 2

r r2 r1 d sin r

k (2k 1)

2

加强 减弱

k 0,1,2,

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

I 4 I 0 cos (π2

r

)

4I 0 , r k 0 , r (2k 1) 2I 4I 0

光 强 分 布 图

4 3 2 0 2 3 4 5

r

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

二

杨氏双缝干涉实验(波阵面分割法)

实 验 装 置

s

s1 d o

r1

B

p

r2

xo

s2d ' d

r d / x tan sin d'

1、相干分析： 上，下逢两条光线在P点形成干涉.

2、波程差分析： r

r2 r1 d sin xd / d

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

s

s1d o

r1

B

p

r2d'

xo

s2x r d d'

r k

3、加强 减弱条件：

(2k 1)

加强

x

d' ( 2k 1) d 2

d' k d

2 减弱明纹

k 0,1,2,

暗纹

k 0,1,2,

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

4、明暗条纹的位置、间距(宽度)及特点：

x

d' ( 2k 1) d 2

d' k d

明纹 暗纹

k 0,1,2,

白光照射时，出现彩色条纹(色散)条纹间距

d' x d

( k 1)讨论

特点：等宽度、等亮度、平 行对称分布的直条纹.

条纹变化？

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

5、 条纹变化的因素： x d '

d '一定时，若 变化，则 x 将怎样变化？ 1)d 、

d

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

2) 条纹间距 x与 、d '一定时，

d 的关系如何？

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

3)光源位置变化对条纹的影响 中央明纹： r 0

o s条 纹 宽 度 无 变 化

s1d

Bo

r1r2d'

s2

s1o

r1r2d'

Bo

s

s2

d

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

4)光源线度大小对条纹的影响中央明纹： r

y

o s

S`

s1d

0 Bo

r1r2

r1 r2

s2d0

d'd0

对0点S`光线的光程差： r r2 r1 d

d y d / 2 r d yd d / 2 yd d0 d0 d02

d 0 yd 若： r 或 y 2d d0 2

所以要求：光源线度 y

d02 d

才可获得干涉条纹.

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

5)光路上有透光介质时对条纹的影响思考问题 — 有透光介质时对条纹位置是否有影响？

o

s

s1d

r1n t

p

r2d'

xo

s2

B

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

d' 6 、扬氏双缝干涉实验光强分布理论宽度 x d

E E E 2 E10 E20 cos( 2 1 )2 10 2 20

合光强

I I1 I 2 2 I1 I 2 cos( 2 1 )若

其中

r 2 1 2 π 2

I1 I 2 I 0

r 则 I 4 I 0 cos (π )

4I 0 , r k

0 , r (2k 1) 2

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

红光光强分布图

I

4I0

波 长 不 d' d' d' d' 同 4 1 2 1 0 2 1 4 1 d 条 d d d 纹 紫光光强分布图 I 4I0 宽 度 不 同d' d' d' d' 0 2 2 4 2 4 2 2 2 d d d d

x

x

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

7 、扬氏双缝干涉实验光强分布实验宽度sin 2 u I p 4 I 0 2 cos2 v u2u 2

(I 0 c2a 2 )2v 2

a为缝宽度.

a sin

(a d ) sin

光强分布由u 和v 这两个函数项取值决定，在两 个函数项中若有一个为零，则光强为零.即当：

u , 2 , 3 v , 3 , 5 2 2 2

IP 0 IP 0

结果：光强大小变化，宽度、数量都改变.

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

论文题目(一)

扬氏双缝干涉实验条纹形成的理论分析要求：1)论点表述. 2)论据—理论推演、实验归纳.

3)结论推广.

1-2 分波阵面法干涉

第1章 光的干涉

三 双 镜；(可实现直观的可测干涉条纹)

M1

sC

P

L

s1 d

s2

M2

d'

1-2 分波阵面法干涉

四

劳埃德镜；(反映干涉中的半波损失) P P'

第1章 光的干涉 P

s1dL

s2

M

L

d'

半波损失 ：光从光速较大的介质射向光速较小 的介质时反射光的相位较之入射光的相位跃变了 π , 相当于反射光与入射光之间附加了半个波长的波程 差，称为半波损失.

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第1章 光的干涉

例1 以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. (1) 从第一级明 纹 到同侧 的第四级明 纹的距离为7.5mm, 求单色光的波 …… 此处隐藏：914字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……