大学物理2教学课件-9.pptVIP

* * 同学们好！ 2、从普通光源获得相干光 (1) 分波阵面法 (2)分振幅法 ① ② ③ ⑤ ④ 一、获得相干光的方法 1、光波与机械波相干性比较 §14.2 光的干涉（续） 二、光程、光程差 光在折射率为 n 的介质中前进 x 距离引起的相位改 变与在 真空中前进 nx 距离引起的相位改变相同 定义： 等效真空程 S1 S2 r1 r2 n1 n2 P 光程差：等效真空程之差 三、分波面两束光的干涉 空间相干性 1、杨氏双缝实验 Thomas Young 1773--1829 英国医生、科学家托马斯.杨1801年用双缝干涉实验证明了光的波动性，并首先测出太阳光的平均波长： 该实验对光的波动说的复苏起到关键作用，在物理学史上占重要地位。 “尽管我仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是百无一失的。我……遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。” 当同一束光的两部分从不同的路径，精确地或者非常接近地沿同一方向进入人眼，则在光线的路程差是某一长度的整数倍处，光将最强，而在干涉区之间的中间带则最弱，这一长度对于不同颜色的光是不同的。 原稿中的插图和论述 ?光程差公式 ? 装置（原理图）： 单缝 双缝 屏 d 明 暗 k 取值与条纹级次一致 明 暗 ? 明暗纹条件 屏 单缝 双缝 d * * I ? 条纹特点 k =+1 k =-2 k =+2 k = 0 k =-1 k =+1 k =-2 k =+2 k =-1 … … 思考：为什么暗纹看上去也有宽度？ 因为人眼分辨本领有限。 条纹宽度：相邻两明（暗）纹中心间距。 632.8nm的氦氖激光器产生的干涉条纹 589.3nm的钠黄光产生的干涉条纹 形态： 平行于缝的等亮度、等间距、明暗相间条纹 条纹亮度： 条纹宽度： 白光照射时，零级明纹：白色 其余明纹：内紫外红的彩色光谱，高级次重叠。 条纹变化 x I o 双缝间距越小，条纹越宽 屏幕距双缝越远，条纹越宽 光谱高级次重叠： 零级 S * 白光照射双缝: 零级明纹：白色 其余明纹：彩色光谱 高级次重叠。 三级 二级 三级 一级 练习：用白光光源进行双缝干涉实验，求清晰可辩光谱的级次 最先重叠： 未重叠的清晰光谱只有一级。 2. 其他干涉装置 注: (1) 干涉条纹只存在于镜上方 (2) 当屏移到镜边缘时，屏于镜接触点出现暗条纹— 光在镜子表面反射时有相位突变π。 3. 光的空间相干性 能否通过增加单缝光源宽度来提高干涉条纹亮度? 条纹向下平移 考虑将缝光源垂直于轴上、下移动对干涉条纹的影响。 屏 单缝 双缝 S S1 S2 S′ 干涉条纹彼此错开 缝宽 b: 许多平行线光源，彼此干涉条纹错开，条纹清晰度下降直至消失 x I 由几何关系可得b 的极限宽度： （教材Ｐ110） 空间相干性： *描述光源线宽度对干涉条纹的影响。 *反映扩展光源不同部分发光的独立性。 练习： P146 14-7 条纹下移 练习： P147 14-8 用维敏干涉仪测量气体的折射率 E 四. 分振幅两束光的干涉-薄膜干涉 1.一般性讨论 介质 薄膜 光波 入射光 (1) 反射光 (2)、(3) 相干光 透射光 (4)、(5) 相干光 相遇 ① ② ③ ⑤ ④ 由几何关系、折射定律 (教材 P114) (2)有 (3)无 (2)无 (3)有 ① ② ③ ⑤ ④ 所以 涉及反射，考虑有无半波损失 考虑半波损失： (4)无 (5)无 (4)无 (5)两次 明暗条纹条件： 明 k=1、2、3... 暗 k=0、1、2... ① ② ③ ⑤ ④ 讨论： 设 No.1 机械振动 一、选择题 1、C；2、B；3、B；4、D；5、B 二、填空题 1、2.0 2、 1.2 ； 3、 4、3.43s， 5、 三、计算题 1、(1) (2) (3) 2、 3、(1) 0.08m; (2) (3) 周四交第三次作业 下周二交第六次作业 *