大學(xué)物理第三章1楊氏雙縫干涉(文件)
【正文】 是在真空中發(fā)生相同相位差需要通過的路程 。 ● 1S● 2S● P2r1r 1n2nd解： 由 S1 到達 P點的光程 11rn由 S2 到達 P點的光程 dndrn 221 ?? )(11221 rndndrn ???? )(? ???? 2??二．透鏡的等光程性 平行光通過透鏡后 ， 各光線要會聚在焦點 ， 形成一亮點 ， 這一事實說明 ， 在焦點處各光線是同相的 。 二．透鏡的等光程性 例 1. 在楊氏雙縫實驗中 ， 采用藍(lán)綠光源 ， 波長分別為 λ1=440nm 和 λ2=540nm ， 試計算條紋從第幾級發(fā)生完全重疊 。 這一性質(zhì)稱作 透鏡的等光程性 。 r??? ?? 2?2. 光程差 有了光程的概念 ， 可以統(tǒng)一地用光在真空中的波長 來計算光在不同媒質(zhì)中傳播時的相位變化 。 光程與光程差 為了計算光經(jīng)過不同媒質(zhì)時引起的相位差 ， 引入了光程的概念 一 ． 光程與光程差 光在媒質(zhì)中傳播時 ， 光振動的相位沿傳播方向逐點落后 ， ● ● oPr以 表示光在媒質(zhì)中的波長 ， ??則通過路程 時 ， 光振動相位落后的值 rr??? ?? 2?1. 光程 同一頻率的光在不同媒質(zhì)中傳播時的波長不同 ， r??? ?? 2?以 表示光在真空中的波長 ， ?n?? ?? n 為媒質(zhì)的 折射率 nr??? 2??代入上式 從右式來看 ， 表示光在真空中傳播路程 時所引起的相位差 ， nr是光在媒質(zhì)中則通過路程 時 ， 所引起的相位差 r??2121 nuuri ??s i ns i n n21 稱為第二種介質(zhì) 對第一種介質(zhì)的 相對折射率 M N1u2une?ir波的折射定律 對于光波 cu ?1介質(zhì) 1為真空 2u ?由上式有 稱作第二種介質(zhì)的 折射率 ???? 22 ?? uc ，n?? ?2由此可知 ， 同一頻率的光在折射率為 n 的媒質(zhì)中傳播時 ， 通過路程 r 時引起的相位差和光在真空中傳播 ， 通過路程 nr 時所引起的位相差相同 。 ● 1S2SSE2. 實驗解釋 二 . 強度分布規(guī)律 ● 1S2SSE● P考慮屏幕上任一點 P， 到狹縫 S1 和 S2 距離 分別為 r1 和 r2 在圖示裝置中 ， 狹縫 S1 和 S2 處于同一個波陣面上 ， 所以 S1 和 S2 為同相相干波源 ， 在 P點處波的強度就 僅由從 S1 和 S2 到 P點的波程差決定 1r2r21 rr ???二 . 強度分布規(guī)律 設(shè) S1 和 S2 的距離為 d， 中點為 M ， oMDxd? PM 與 MO 的夾角為 θ ， 從 S1做 M P 垂線 S1C 。 由 S1和 S2 射出的光波 具有相同的頻率 ， 相位差恒定 ， 振動方向平行 。 由 S1和 S2 射出的光波 具有相同的頻率 ， 相位差的關(guān)系如何 ？ ● 1S2SSE2. 實驗解釋 由于狹縫 S1 和 S2 靠近二者連線的中垂線兩側(cè)附近 ， 由 S1和 S2 射出的光波的光振動方向也近于平行 。 “分波陣面法”獲得相干光 ——楊氏雙縫干涉實驗 一 . 楊氏雙縫實驗 英國物理學(xué)家托馬斯 ． 楊 (T． Young) 在 1801年首先用實驗方法研究了光的干涉現(xiàn)象 ， 為光的波動理論確定了實驗基礎(chǔ) 。 由于這兩部分光 實際上都來自同一發(fā)光原子的同一次發(fā)光 ， 所以它們將滿足相干條件而成為相干光 。 1 2 r1 r2 )c o s ( 111101 rktEE ??? ??)c o s ( 222202 rktEE ??? ???1 ?2 ? E0 E10 E20 )co s ( ?? ?? tEE 0??c o s202222021020 2 EEEEE ???設(shè)兩個同頻率單色光在空間 某一點 P 的光矢量分別為 1E?2E?P點合振動的光矢量 21
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