大學(xué)物理第三章1楊氏雙縫干涉(編輯修改稿)
2025-02-09 19:37 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 c o s ( 222202 rktEE ??? ???1 ?2 ? E0 E10 E20 )co s ( ?? ?? tEE 0??c o s202222021020 2 EEEEE ???設(shè)兩個(gè)同頻率單色光在空間 某一點(diǎn) P 的光矢量分別為 1E?2E?P點(diǎn)合振動(dòng)的光矢量 21 EEE??? ??考慮兩個(gè)光矢量是同方向的情況 ， 合成光矢量 由旋轉(zhuǎn)矢量圖 )( 221112 rkrk ????? ???光波的強(qiáng)度與光矢量振幅成正比 2022022101 EIEIEI ??? 、??c o s2121 2 IIIII ???)( 221112 rkrk ????? ???p 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 。 由于這兩部分光 實(shí)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 。 把同一光源發(fā)出的光分成兩部分的方法有兩種 分波陣面法 分振幅法 基本思想： P S * 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。 2. 分振幅法 激光器 激光具有非常好的相干性 ， 相干光源 167。 “分波陣面法”獲得相干光 ——楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 一 . 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn) 英國(guó)物理學(xué)家托馬斯 ． 楊 (T． Young) 在 1801年首先用實(shí)驗(yàn)方法研究了光的干涉現(xiàn)象 ， 為光的波動(dòng)理論確定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 。 1. 實(shí)驗(yàn)裝置 如圖 ， 在普通單色光源后放平行放置兩個(gè)屏 ， S1 S2 S E 靠近光源的屏上開一長(zhǎng)狹縫 S ， 相當(dāng)于一線光源 ， 在另外一個(gè)屏上開兩個(gè)與 S 都平行的長(zhǎng)狹縫 S1和 S2， 雙縫的距離很小 ， 在雙縫后放置一屏幕 E S1 S2 S E 2. 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 當(dāng)光源照射狹縫 S 時(shí) ， 在屏幕 E 上出現(xiàn)一系列穩(wěn)定的明暗相間的條紋 ， 這些條紋都與狹縫平行 ， 條紋間的距離彼此相等 . ● 1S2SSE2. 實(shí)驗(yàn)解釋 當(dāng)一束單色光照射狹縫 S 時(shí) ， 通過 S 形成一個(gè)柱面光波 ， 然后入射到狹縫 S1和 S2 處 ， 光通過 S1和 S2 ， 又形成兩個(gè)柱面光波并在空間交疊起來 。 ● 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(gè)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 。 盡管從 S 陸續(xù)射出的光波列 ， 由于來自不同原子發(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 。 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(shí)驗(yàn)解釋 由于狹縫
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