大學物理第三章1楊氏雙縫干涉(存儲版)
【正文】 是觀察不到有明暗穩(wěn)定分布的干涉現(xiàn)象 ， 為什么呢 ？ 這要從光源的發(fā)光機理說起 。 在這兩個矢量中 ， 對人的眼睛或感光儀器 （ 如照相底版 、 熱電偶 ） 等 起作用的主要是電場矢量 E， 因此 ， 以后提到光波中的振動矢量時 ， 用 E 矢量來表示 ， 稱為 光矢量 或稱 電矢量 。 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 。 由 S1和 S2 射出的光波 具有相同的頻率 ， 相位差的關系如何 ？ ● 1S2SSE2. 實驗解釋 由于狹縫 S1 和 S2 靠近二者連線的中垂線兩側附近 ， 由 S1和 S2 射出的光波的光振動方向也近于平行 。 ● 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 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 。 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中傳播時的相位變化 。 二．透鏡的等光程性 例 1. 在楊氏雙縫實驗中 ， 采用藍綠光源 ， 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 。 r 是光在媒質中通過的實際路程 ， 光程 nr 是在真空中發(fā)生相同相位差需要通過的路程 。 下面利用 干涉原理 來分析楊氏雙縫干涉實驗中光的強度分布 。 ● 1S2SSE2. 實驗解釋 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 。 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 。 上面討論的是一個原子發(fā)光 。 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)生強度 在空間穩(wěn)定分布的現(xiàn)象 。 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 是一門既古老又年輕的學科 古老是指人類在很早就開始研究光現(xiàn)象 ， 年輕是因為光學仍然是前沿學科 ， 根據(jù)光學原理發(fā)展的新技術仍然層出不窮 ， 特別是二十世紀六十年代激光器的發(fā)明 。 “分波前法”獲得相干光 ——雙縫干涉 一 . 楊氏雙縫實驗 二 . 強度分布規(guī)律 167。 只允許某一頻率的光通過 ， 對其它顏色的光吸收當復色光通過濾光片后 ， 透射光就是所需要的單色光 。 當發(fā)射的電磁波的波長在可見光范圍內(nèi) ， 就是原子發(fā)光過程 ——這就是 原子的發(fā)光機理 hEE /)( 12 ???這一躍遷過程所經(jīng)歷的時間是很短的 ， 約為 10－ 8 秒 ， ● ●?E3E2E1E eV613 .?eV43.?eV51.?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
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