[理化生]第三章干涉(編輯修改稿)
2025-03-20 12:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 對(duì)于觀察點(diǎn)光程差有一個(gè)改變量： 20 22)( ??????????cvlLLd在旋轉(zhuǎn)中應(yīng)該觀察到干涉條紋的移動(dòng)。 光源為鈉黃光， ?=590nm，地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的速度估計(jì)為 v=30km/s，臂長 l=11m，可以推算條紋移動(dòng) ?N=。但是沒有觀察到條紋移動(dòng)。 零的結(jié)果最終導(dǎo)致人們放棄了伽利略變換，尋求與相對(duì)性原理和麥克斯韋電磁理論和諧統(tǒng)一的新時(shí)空變化，產(chǎn)生了狹義相對(duì)論。 ?d Ndn ???? )1(2解： 例 （ 1） 邁克爾遜干涉儀可用來測量單色光波，當(dāng)M2移動(dòng)距離 時(shí)，測得單色光的干涉條紋移過 N＝ 1024條，試求單色光的波長。（ 2）在M2前，插一透明薄片 n＝ ，可觀察到 150條干涉條紋向一方移動(dòng)，所用單色光的波長 ?=5000A，求薄片厚度。 md ??2)1(?Nd ???oANd 6 2 8 91 0 2 4103 2 3 ??????? ??(2) 設(shè)厚度為 d mnNd )1(2?????? ?例 2：邁克爾遜干涉儀兩臂中分別加入 20cm長的玻璃管，一個(gè)抽成真空，一個(gè)充以一個(gè)大氣壓的氬氣，今以汞光線（ ?=546nm）入射干涉儀，如將氬氣抽出，發(fā)現(xiàn)干涉儀中條紋移動(dòng)了 205條，求氬氣的折射率。 E S M1 M2 G1 G2 L 2 ( 1 )n l N ???1 / 2n k l?? ? ?72 0 5 5 . 4 6 1 02 0 . 2 0???? ?解： 30 . 2 8 1 0 ???1 . 0 0 0 2 8n ?llNd???光源的非單色性對(duì)干涉條紋的影響 1. 準(zhǔn)單色光及單色線寬 1)、 理想的單色光 ? 、 ? 2） 準(zhǔn)單色光 、 譜線寬度 譜線寬度 (單色線寬 ） ：強(qiáng)度降為峰值一半時(shí)的波長間隔 d?(或頻率間隔 d?） 準(zhǔn)單色光： 在某個(gè) 中心波長（頻率） 附近有一定 波長 （頻率）范圍 的光。 ?? ? 0 ? 0 I I0 譜線寬度 20I?0=5461197。 ?1=5890197。 ?2=5896197。 若 d?/?1，則稱這種光為準(zhǔn)單色光。（ ?為中心波長） o ? I(a)白熾燈 d? ? 0 I I0 譜線寬度 20I(b)汞燈綠光 可見光 ?0=6328197。 (c)鈉雙黃線 o ? I0I20IIo ? (d)HeNe激光 0I20I3）單色光： λ—dλ （ 1） dλ:10 埃 單色性較差。 （ 2） dλ:10 2埃 單色性較好。 （ 3） dλ:10 5埃 單色性極好 4 ) 單色線寬（ d?或 d? ）的來源 因?yàn)楣庠吹陌l(fā)光過程在時(shí)間上是斷續(xù)的，即原子每次持續(xù)發(fā)光的時(shí)間只有 dt，其波列長度為 tcl d?E t o dt T ? l E t o 由傅立葉分析：光波的這種振動(dòng)可以看成是許多頻率的嚴(yán)格單色振動(dòng)的疊加。這些光的頻率連續(xù)分布在中心頻率 ?＝ 1/T的兩側(cè) I?0I20Id?I?0I20Id?計(jì)算表明： d?與 1/dt有相同的數(shù)量級(jí)，即： d?～ 1/dt 或 d? 1/dt≈1 又 ∵ ?＝ c/? 取微分可得 ?d??d? ?d??d?d2???? ctcl ?為真空中波長，波列也為真空中長度 l稱為相干長度， dt稱為相干時(shí)間。若 dt→∞ ，則 l→∞ ，為絕對(duì)單色光 例： st 810 ??d 則 mtcl 3
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