大學(xué)物理第三章1楊氏雙縫干涉-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 因此復(fù)色光中各種不同頻率的光將按不同的 折射角分開 ， 這種現(xiàn)象稱為 色散 。 光的干涉現(xiàn)象： 當(dāng)兩列 相干光 相遇時(shí) ， 在相遇空間出現(xiàn)明暗穩(wěn)定分布的現(xiàn)象 。 一般情況下 ， 原子處于低能級(jí)的激發(fā)態(tài)或基態(tài) ， 由于外界的激勵(lì) ， 如原子的碰撞 ， 外界的輻射等 ， 使得原子處于較高能級(jí)的激發(fā)態(tài) 。 ?E3E2E1E eV613 .?eV43.?eV51.?0● ● ● ● hEE /)( 12 ???波列 波列長(zhǎng) L = ? c 獨(dú)立 (不同原子發(fā)的光 ) 普通光源 也就是各個(gè)原子各次發(fā)光 ， 發(fā)光頻率 、 振動(dòng)方向 、 彼此位相差是不確定的 ， 出現(xiàn)干涉現(xiàn)象的概率太小了 。 由于原子發(fā)光具有上述特征 ， 所以在光的干涉現(xiàn)象的研究 ， 從實(shí)際到理論 ， 獲得 相干光 就成了最重要的問(wèn)題 . 本章的內(nèi)容 ， 除了利用干涉的一般原理對(duì)光的干涉現(xiàn)象 進(jìn)行分析外 ， 主要就是說(shuō)明獲得相干光的原理和實(shí)際裝置 2. 光干涉的強(qiáng)度分布規(guī)律 光波是電磁波 ， 傳播著的是交變的電磁場(chǎng) ， 即場(chǎng)矢量 E 和 H 的傳播 。 1 2 r1 r2 )co s ( ?? ?? tEE 0??c o s202222021020 2 EEEEE ???21 EEE??? ??)c o s ( 111101 rktEE ??? ??)c o s ( 222202 rktEE ??? ??? 非相干光源 0c o s ?? ?I = I 1 + I 2 ? 完全 相干光源 ?? ??? c o sc o s▲ 相長(zhǎng)干涉 （ 明 ） ,2 ?? k???2121m ax 2 IIIIII ???? (k=0,1,2,3… ) ▲ 相消干涉 （ 暗 ） ,)12( ?? ???? k2121m i n 2 IIIIII ???? (k=0,1,2,3… ) ??c o s2121 2 IIIII ???— 非相干疊加 ， 強(qiáng)度分布均勻的 o ?? 2? 2? 4? 4? I 光強(qiáng) I 隨相位差 Δφ 的變化情況如圖： ??c o s2121 2 IIIII ???)( 221112 rkrk ????? ???3. 相干光的獲得 普通光源 利用普通光源獲得相干光的方法的基本原理是： 把由光源同一點(diǎn)發(fā)出的光設(shè)法分成兩部分 ， 然后再使這兩部分疊加起來(lái) 。 2. 分振幅法 激光器 激光具有非常好的相干性 ， 相干光源 167。 盡管從 S 陸續(xù)射出的光波列 ， 由于來(lái)自不同原子發(fā)光或同一原子的不同次發(fā)光 使得光波列的相位是不斷變化的 ， 但是任何變化都同時(shí)發(fā)生在 S1和 S2 處 ， 所以 S1和 S2 射出的光波間的相位差始終保持不變 。 ● 1S2SSE2. 實(shí)驗(yàn)解釋 所以從 S1和 S2 射出的兩列光波在空間相遇時(shí) 要發(fā)生干涉現(xiàn)象 ， 屏幕上呈現(xiàn)出平行于雙縫的明暗相間的條紋 。 這一分布是在屏上以各處明暗不同的形式顯示出來(lái)的 。ss其他分波面干涉實(shí)驗(yàn) (自學(xué) ) 在上述雙縫實(shí)驗(yàn)中 ， 在 S2 前加一塊玻璃 ， 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)屏幕上的明暗條紋位置要發(fā)生移動(dòng) ， 說(shuō)明兩光振動(dòng)在 P點(diǎn)的相位差發(fā)生了變化 ， 為什么呢 ？ ● 1S2SSE● Po1r2r問(wèn)題 ？ t 因?yàn)閺?S2幕上發(fā)出的光在玻璃中要發(fā)生折射 ， 光從 S2 到 P點(diǎn)走的路程不等于 r2 使得從 S1 和 S2 到 P點(diǎn)的波程差不再等于 21 rr ???相位差不再是 )(212 rr ??????● 1S2SSE● Po1r2r問(wèn)題 ？ t ??12)1( rrtn ????nttr ?? )( 2 1r?● 1S2SSE● Po1r2r問(wèn)題 ？ t 167。 即按相位變化相同折合到真空中的路程 。 由于平行光的同相面與光線垂直 ， 所以從任一與入射平行光光線垂直的平面算起 ， 到會(huì)聚點(diǎn)各光線的光程都是相等的 。 解： 楊氏干涉條紋中明紋的位置為 ...， 210 ???kdDkx ??21 ?? ?條紋發(fā)生重疊 dDkdDk 21 ?? ??5 4 04 4 0 kk ??2227??k
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