大學(xué)物理第三章1楊氏雙縫干涉-在線瀏覽
2025-03-02 19:37本頁面
【正文】 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 ， 因而又可以再次發(fā)光 ， 因此原子發(fā)光都是斷續(xù) 。 ?E3E2E1E eV613 .?eV43.?eV51.?0● ● ● ● hEE /)( 12 ???波列 波列長 L = ? c 獨(dú)立 (不同原子發(fā)的光 ) 對于普通光源 ， 光源內(nèi)有非常多的原子 ， 這些原子的發(fā)光遠(yuǎn)不是同步的 ， 這是因為在這些光源內(nèi)原子處于激發(fā)態(tài)時 ， 它向低能級的躍遷完全是自發(fā)的 ， 各原子的各次發(fā)光完全是獨(dú)立的 ， 互不相關(guān)的 。 普通光源 也就是各個原子各次發(fā)光 ， 發(fā)光頻率 、 振動方向 、 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 ， 從實際到理論 ， 獲得 相干光 就成了最重要的問題 . 本章的內(nèi)容 ， 除了利用干涉的一般原理對光的干涉現(xiàn)象 進(jìn)行分析外 ， 主要就是說明獲得相干光的原理和實際裝置 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 ， 即場矢量 E 和 H 的傳播 。 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 。 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 * 2. 分振幅法 激光器 激光具有非常好的相干性 ， 相干光源 167。 1. 實驗裝置 如圖 ， 在普通單色光源后放平行放置兩個屏 ， S1 S2 S E 靠近光源的屏上開一長狹縫 S ， 相當(dāng)于一線光源 ， 在另外一個屏上開兩個與 S 都平行的長狹縫 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. 實驗現(xiàn)象 當(dāng)光源照射狹縫 S 時 ， 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. 實驗解釋 當(dāng)一束單色光照射狹縫 S 時 ， 通過 S 形成一個柱面光波 ， 然后入射到狹縫 S1和 S2 處 ， 光通過 S1和 S2 ， 又形成兩個柱面光波并在空間交疊起來 。 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 。 所以 從由 S1和 S2 射出的兩列光波是 相干光 。
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