*,第 十三 章 光的干涉,13.1 分波前干涉-杨氏干涉实验,大学物理学,实 验 装 置,p,一 杨氏双缝干涉实验,1,光程差：,因,1,实 验 装 置p一 杨氏双缝干涉实验1 光程差：因1,实 验 装 置,p,加强,减弱,2,干涉加强或减弱的条件,2,实 验 装 置p加强 减弱2 干涉加强或减弱的条件2,暗纹,明纹,p,3,用坐标,x,表示的干涉加强或减弱的条件,3,暗纹 明纹p3 用坐标x表示的干涉加强或减弱的条件3,4,条纹间距：,暗纹,明纹,(1)一系列平行的明暗相间的条纹；,5,条纹特点,：,(2),不太大时条纹等间距；,x,0,x,I,x,4,4 条纹间距：暗纹 明纹(1)一系列平行的明暗相间的条,暗纹,明纹,x,0,x,I,x,(3),(4)白光入射：,中央：白光,红,紫,0级,1级,2级,-2级,-1级,(白),3级,-3级,5,暗纹 明纹x0 xIx(3)(4)白光入射：中央：白光红紫,同一级：,紫内红外-形成彩色光谱,不同级：,重叠,红,紫,0级,1级,2级,-2级,-1级,(白),3级,-3级,暗纹,明纹,6,同一级：紫内红外-形成彩色光谱不同级：重叠红紫0级1级2,讨论,条纹间距,7,讨论条纹间距 7,(,1,),一定时，若 变化,则 将怎样变化？,8,(1)一定时，若 变化,则,(,2,),一定时,条纹间距 与 的关系如何？,9,(2)一定时,条纹间距 与,干涉问题分析的要点,:,(1)搞清发生干涉的光束；,(2),计算光程差；,(3)搞清条纹特点（形状、位置、级次分布、条纹移动等）；,(4),求出光强公式、画出光强曲线。,10,干涉问题分析的要点:(1)搞清发生干涉的光束；(2)计算,例4,:,在杨氏实验中，双缝间距为,0.45 mm,，使用波长为,540 nm,的光观测。,(1),要使光屏,C,上条纹间距为,1.2 mm,，光屏应离双缝多远？,(2),若用折射率为,1.5,、厚度为,9.0,m,的薄玻璃片遮盖狭缝,S,1,，光屏上干涉条纹将发生什么变化？,遮盖狭缝S,1,光屏上干涉条纹将发生什么变化？,条纹间距,遮盖前后条纹间距不变,条纹是否整体平移？,得,解:由式,x,0,x,I,x,p,r,1,r,2,x,x,d,o,11,例4:在杨氏实验中，双缝间距为0.45 mm，使用波长为5,考察,中央亮纹在,遮盖前后的位置,：,S,1,遮盖前：,条纹是否整体平移？,亮纹中心位置：,在O点,S,1,遮盖后：,L,=(,nh+r,1,h,),r,2,=,h,(,n,1)+(,r,1,r,2,),假设在P点,x,0,x,I,x,p,r,1,r,2,x,x,d,o,12,考察中央亮纹在遮盖前后的位置：S1遮盖前：条纹是否整体平移？,中央亮条纹应满足,L,=0,的条件，于是得,遮盖后中央亮纹位置为,p,r,1,r,2,x,x,0,x,I,x,x,D,d,o,这表示干涉条纹整体向上平移了10mm。,移动条纹数：,13,中央亮条纹应满足遮盖后中央亮纹位置为 pr1r2xx,三 劳埃德镜（书P,128,）,P,M,L,实验发现：L处（反射镜表面）为暗纹。,M为系统对称面，L处相当于双缝中的O点，应该出现明纹。,14,三 劳埃德镜（书P128）PML实验发现：L处（反射,P,M,L,半波损失：,L处为暗纹说明反射光相位发生了,的,突变，相当于有半个波长的损失，故将这种现象称为半波损失,15,PML半波损失：15,半波损失,：,光由光速较大的介质射向光速较小的介质时，反射光位相突变,.,P,M,L,发生半波损失条件：,从光密介质反射回光蔬介质,任何情况下折射光都不会发生半波损失,16,半波损失：光由光速较大的介质射向光速较小的,例3,如图 离湖面,h,=0.5 m,处有一电磁波接收器位于,C,，当一射电星从地平面渐渐升起时，接收器断续地检测到一系列极大值.已知射电星所发射的电磁波的波长为,20.0 cm,求第一次测到极大值时，射电星的方位与湖面所成的角度.,A,C,B,1,2,17,例3 如图 离湖面 h=0.5 m处有一电磁波接收器位于,解,计算波程差,A,C,B,1,2,极大,时,18,解 计算波程差ACB12极大时18,取,考虑半波损失时，附加波程差取 均可，符号不同，取值不同，对问题实质无影响,.,注意,A,C,B,1,2,END,19,取 考虑半波损失时，附加波程差取,