大學(xué)物理第三章1楊氏雙縫干涉-wenkub
2023-01-28 19:37:29 本頁面
【正文】 0● ● ● ● hEE /)( 12 ???由上面的敘述 ， 原子每一次發(fā)光所持續(xù)的時間 ， 是有限的而且很短 ， 同時所發(fā)射電磁波能量也是 有限的 ， 兩個能級之差 ， 所以一個原子每一次發(fā)光就只能發(fā)出一段長度有限 ， 頻率一定和振動方向一定的光波 這樣一段光波稱作一個 波列 波列 波列長 L = ? c 一個原子經(jīng)過一次發(fā)光躍遷后 ， 還可以再次被激發(fā)到較高的能級 ， 因而又可以再次發(fā)光 ， 因此原子發(fā)光都是斷續(xù) 。 1. 原子的發(fā)光機(jī)理 光源發(fā)光是光源中大量的分子或原子進(jìn)行的 微觀過程，最基本發(fā)光單元是分子、原子。 只允許某一頻率的光通過 ， 對其它顏色的光吸收當(dāng)復(fù)色光通過濾光片后 ， 透射光就是所需要的單色光 。 量子光學(xué)： 以光的粒子性及近代量子理論 為基礎(chǔ)研究光與物質(zhì)相互作用的規(guī)律 。 “分波前法”獲得相干光 ——雙縫干涉 一 . 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn) 二 . 強(qiáng)度分布規(guī)律 167。： y1=Acos2?(t/T+x/?)， 在 x=?/3 處發(fā)生反射后形成駐波 ， 反射點(diǎn)為波腹 ， 設(shè)反射波的強(qiáng)度不變 ， 求： (1)反射波的表達(dá)式 y2 ； (2)在 x=2?/3 處質(zhì)點(diǎn) 合振動的振幅 。 3 .5 光程與光程差 一 ．光程 二．透鏡的等光程性 作業(yè)： 、 、 、 第三章 光的干涉 光的干涉 光學(xué) 是一門既古老又年輕的學(xué)科 古老是指人類在很早就開始研究光現(xiàn)象 ， 年輕是因?yàn)楣鈱W(xué)仍然是前沿學(xué)科 ， 根據(jù)光學(xué)原理發(fā)展的新技術(shù)仍然層出不窮 ， 特別是二十世紀(jì)六十年代激光器的發(fā)明 。 第三章 波動光學(xué) 167。 三 . 光的相干性 光既然是電磁波 ， 就會具有波動的一般特征 ， 在上一章中曾指出 ， 波的一個重要特征是 產(chǎn)生 干涉 現(xiàn)象 ， 即 :兩列或幾列波疊加時能產(chǎn)生強(qiáng)度 在空間穩(wěn)定分布的現(xiàn)象 。 原子物理告訴：原子是由原子核和核外電子組成 ， 電子繞核運(yùn)動 ， 但電子的能量是不連續(xù)的 ， 電子處于一些分立的能量狀態(tài) ， 這些能量稱為 能級 ， 如氫原子的能級圖 ?E3E2E1E eV613 .?eV43.?eV51.?0?E3E2E1E eV613 .?eV43.?eV51.?0能量最低的狀態(tài) 稱作 基態(tài) ， 其它能量較高的 狀態(tài)稱作 激發(fā)態(tài) 。 上面討論的是一個原子發(fā)光 。 它們每次何時發(fā)光是完全不確定的 。 普通光源 即使同一原子不同次發(fā)光 ， 也不能保證 這些波列的頻率 ， 振動方向都相同 ， 而且相位差也不可能保持恒定 ， 因此 ， 也就不可能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 。 P 薄膜 S * 1. 分波面法 將同一光源同一次發(fā)出的波列分為兩束光，分別通過不同的路徑后，再令其疊加，則它們自然滿足相干條件，從而得到相干光。 ● 1S2SSE2. 實(shí)驗(yàn)解釋 由于狹縫 S1和 S2 彼此平行 ， 靠的又很近 ， S1和 S2 位于 S 發(fā)出的光波的同一個波陣面上 ， 由 S1和 S2 射出的光束來自同一光波波陣面的 不同部分 ， 因此它們具有相同的頻率 。 由 S1和 S2 射出的光波 具有相同的頻率 ， 相位差的恒定 ， 振動方向關(guān)系如何 ？ 由于 S1 和 S2 是同一波陣面的兩部分 ， 所以這種獲得相干光的方法稱作 分波陣面法 。 下面利用 干涉原理 來分析楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中光的強(qiáng)度分布 。 1??kk ??? 當(dāng)單色光照射時 ， 為明暗相間的條紋 當(dāng)白光照射時 ， 為彩色條紋 ， 中央仍為白色條紋 而且隨級次增高 ， 不同顏色的條紋發(fā)生重疊 ， 以致模糊不清 雙面鏡干涉 s1s2s暗點(diǎn) （半波損失 ） 洛埃鏡干涉 39。 r 是光在媒質(zhì)中通過的實(shí)際路程 ， 光程 nr
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