物理光學(xué)-3光的干涉(2)-wenkub.com
2025-01-13 06:28 本頁(yè)面
【正文】 (2) 當(dāng)光從折射率 小 的光疏介質(zhì)， 正入射或掠入射 于折射率 大 的光密介質(zhì)時(shí)，則 反射光 有半波損失。 解釋： 光的電磁理論（菲涅耳公式）可以解釋半波損失。 它們也是分波前雙光束干涉，是不定域干涉。 k=0 k=1 k=2 k=1 k=2 ?x m=0,1,2,… 依次稱為零級(jí)、第一級(jí)、第二級(jí)亮紋等等。 問：原來的零級(jí)條紋移至何處？若移至原來的第 k 級(jí)明條紋處，其厚度 h 為多少？ 12 )( rnhhr ?????解：從 S1和 S2發(fā)出的相干光所對(duì)應(yīng)的光程差 h)n(rr 112 ????當(dāng)光程差為零時(shí)，對(duì)應(yīng) 零條紋的位置應(yīng)滿足： 所以零級(jí)明條紋下移 0?原來 k級(jí)明條紋位置滿足： ?krr ?? 12設(shè)有介質(zhì)時(shí)零級(jí)明條紋移到原來第 k級(jí)處，它必須同時(shí)滿足： ?khnrr ????? )1(121???nkh ?1S2S1r2rh例 7 楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中， P為屏上第五級(jí)亮紋所在位置。 P?2n1nO 解： 兩縫分別為薄玻璃片遮蓋后，兩束相干光到達(dá) O點(diǎn)處的光程差的改變?yōu)? ? ? ? ?? ?tnntntn1212 11???????由題意得 ? ??512 ?? tnn所以 ? ? ? ?mmnnt??8108104 8 0 05561012???????????例 4 若將雙縫裝置浸入折射率為 n的水中，那么條紋的間距增加還是減?。? 解： 入射光在水中的波長(zhǎng)變?yōu)? 真空中的波長(zhǎng)—??? nn ?所以相鄰明條紋或暗條紋的間距為 enendDdDe n ????? ??間距減小 S 1S2SO O1 1r2r? 解： 用透明薄片蓋著 S1縫，中央明紋位置從 O點(diǎn)向上移到O1點(diǎn)，其它條紋隨之平動(dòng)，但條紋寬度不變。 例 根據(jù)條紋移動(dòng)求縫后所放介質(zhì)片的厚度 r2 r1 O P x d S2 S1 解：沒有蓋云母片時(shí)，零級(jí)明條紋在 O點(diǎn)； 當(dāng) S1縫后蓋上云母片后，光線 1的光程增大。/d 干涉條紋變密。 (2m+1)λ/2n =177。 (2m+1)λ/2 m=1,2,3,… 或 明條紋： r2r1=xd/D=177。 移過條紋數(shù)目 Δk=(n1)t/λ 條紋移動(dòng)距離 OP=Δk ④ 入射光波長(zhǎng)改變： 當(dāng) λ 增大時(shí)， Δx 增大，條紋變疏； 當(dāng) λ 減小時(shí)， Δx 減小，條紋變密。 e=Dλ/d 討論 （ 1）波長(zhǎng)及裝置結(jié)構(gòu)變化時(shí)干涉條紋的移動(dòng)和變化 ② 雙縫間距 d改變： ?當(dāng) d增大時(shí)， e減小，零級(jí)明紋中心位置不變，條紋變密。 干涉條紋不僅出現(xiàn)在屏上，凡是兩光束重疊的區(qū)域都存在干涉，故楊氏雙縫干涉屬于非定域干涉。的公式，適合于任何干是一個(gè)具有普遍意義???eOxyzP (x ,y ,D)dS1r2r1S2SyxD?會(huì)聚角4 2 0 2 40 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0e eImm 1 m + 2m+1 Dxmd??干涉條紋間隔與波長(zhǎng) 。 相鄰兩個(gè)干涉條紋之間其光程差變化量為一個(gè)波長(zhǎng) ?， 位相差變化 2?。楊氏用 疊加原理 解釋了干涉現(xiàn)象，在歷史上第一次測(cè)定了光的波長(zhǎng) ，為光的 波動(dòng)學(xué)說 的確立奠定了基礎(chǔ)。 （ 2）頻率相同 否則兩光波頻率差引起隨時(shí)間迅速變化的位相差的變化 （ 3）相位差恒定 相位差保持恒值，該點(diǎn)強(qiáng)度穩(wěn)定分布 221 2 12 1 2 1 22 c
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