单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,托马斯,杨,实验结果：等间距的明暗交替的条纹。,1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样 光学 托马斯杨实验,2,一、波的方程与光程,1,波的方程,S,P,r,波源,S,：,波源,S,的振动传播到,P,点，,P,点也引起振动，振动方程为：,P,点振动的初相,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,2 一、波的方程与光程1波的方程 SPr 波源S：波源S的,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,3,2,光程,P,点振动的初相,光程定义为：,S,P,r,介质折射率与光的几何路程之积,物理意义,：,将,光在介质中通过的几何路程折算到真空中的 路程,便于统一用真空中的波长,来表示相位差,.,1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样 光学 3 2光程P,4,有了光程,，,P,点振动写为,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,S,P,r,4 有了光程,5,二、相位差与光程差,s,1,s,2,r,0,d,P,P,0,r,1,r,2,y,两个振源在,P,点各自引起的振动用光程写为：,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,光源,S,1,:,光源,S,2,:,5 二、相位差与光程差s1 s2 r0 dPP0 r1 r2,6,两个振源在,P,点各自引起的振动的位相差写为：,若在观察时间内 保持不变，则两个振源是相干的。特别地，若 ，则位相差取决于光程差。有,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,光程差,:,6 两个振源在P点各自引起的振动的位相差写为：若在,三、干涉图的形成,在,P,点，按照两个振动的合成，有,也即光程差满足：,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,设两相干光源满足,，,n,2,=,n,1,=,n,=1,三、干涉图的形成在P点，按照两个振动的合成，有也即光程差满足,1.,干涉图样的形成：,（,1,）干涉相长：,即,即：光程差等于半波长偶数倍的那些,P,点，两波叠加后的强度为最大值。,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,即即：光程差等于半波长偶数倍的那些P点，两波叠加后的强度为最,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,（,2,）干涉相消：,即：光程差等于半波长奇数倍的那些,P,点，两波叠加后的强度为最小值。,即,j,称为干涉级次，注意,j,从零,取起！,1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样 光学（2）干涉相消,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,而满足,的轨迹是以,S1,和,S2,连线为回转对称轴的,双叶旋转双曲面,。这些双曲面是一系列等强度面，平行于,S1,和,S2,连线的平面和双曲面的交线是一系列等强度的双曲线。这就是所谓的干涉图，或称干涉花样。,若两波向一切方向传播，则强度相同的空间各点的几何位置，满足如下条件,1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样 光学 而,空间轨迹,平面投影,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,空间轨迹平面投影1.2 由单色波叠加所形成的干涉图样 光学,不同位置的干涉图,（,1,）横向位置,（,2,）纵向位置,（,3,）倾斜位置,S,1,S,2,（横向）,（倾斜）,纵向,不同位置的干涉图（1）横向位置 S1 S2（横向）（倾斜）,四、横向近似直线干涉条纹的位置及间隔,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,S,1,S,2,P,P,0,r,1,r,2,r,0,C,y,d,E,r,0,d,很小,d,10,-4,m,，,r,0,10,0,m,四、横向近似直线干涉条纹的位置及间隔1.2 由单色波叠加所,S,1,S,2,P,P,0,r,1,r,2,r,0,C,y,d,E,1.2,由单色波叠加所形成的干涉图样,光学,两光波在,P,点的光程差为：,故：,作,S,1,C,S,2,P,，又因为,r,0,d,相位差：,S1S2PP0r1r2r0CydE1.2 由单色波叠加所形,明暗条纹的条件,相长条件,(,k,=,0,1,2,.),相消条件,(,k,=,1,2,3.),光程差为半波长偶数倍时，,P,点处干涉加强，,亮纹,光程差为半波长奇数倍时，,P,点处干涉减弱，,暗纹,明暗纹位置：,明条纹中心位置,：,暗条纹中心位置,：,k,称为条纹级数，式中的,号表明干涉条纹在点,P,0,的两边对称分布，,k,=0,谓之中央明纹。,两相邻明（暗）纹间距：,明暗条纹的条件相长条件(k=0,1,2,.)相消条,（,4,）,白光照明，除中央亮纹外，其余各级亮纹带有颜色，,且内紫外红。,k=-1,k=2,k=1,k=0,k=3,五、干涉图样的五大特征：,条纹的间距,（,1,）,亮条纹等强度，等间距；,（,2,）一定，；,（,3,）、,d,一定，。提供测量波长的途径；,（,5,）干涉图样的强度记录了相位差的信息。,另外，如果,01,02,，干涉图样的形状和规律将保持不变，只不过在光屏上条纹将整体向上或向下有一些移动。,（4）白光照明，除中央亮纹外，其余各级亮纹带有颜色，k=-1,