物理教材8-光的波动性.pptVIP

劈尖干涉的应用 空气 1）测细丝的直径 2）干涉膨胀仪 3、牛顿环（等厚干涉） 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 光程差 明纹 暗纹 暗环半径 明环半径 R r d 1）从反射光中观测，中心点是暗点; 暗环半径 明环半径 讨论 2）条纹分布不均匀,k越大相邻条纹间距越小; 应用:可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等. 单缝衍射 光的衍射现象 * §4 光的衍射 圆孔衍射 * 惠更斯 — 菲涅尔原理 菲涅尔 : “子波相干叠加” 从同一波面上发出的子波是相干波 在传播到的空间某一点的振幅是各子波在该点进行相干叠加的结果 惠更斯 : 定性地解释了波的衍射 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 在实验中实现 夫琅禾费衍射 菲 涅 尔 衍 射 缝 光源或屏与缝相距有限远 夫 琅 禾 费 单 缝 衍 射 衍射角 （衍射角θ：子波波射线与平面衍射屏法线间夹角 .） 一、 单缝的夫琅禾费衍射 沿该方向子波的最大光程差 1、 半波带法 明纹 暗纹 t+?t时刻波面 · · · · · u?t 波传播方向 t 时刻波面 · · · · · · · · · · · · · · · t + ?t u t ? 在各向同性介质中传播 例： 入射波 平面波 入射波 平面波 衍射物 衍射物 平面波经小孔衍射成球面波 ---偏离原来直线传播的方向 2.波的衍射 原理给出：一切波动都具有衍射现象 更容易听到男的还是女的说话的声音？ 衍射是否明显？ 视衍射物（包括孔、缝）的线度与波长相比较 对一定波长的波 线度小衍射现象明显 线度大衍射现象不明显 1.波的叠加原理（小振幅波动的线性叠加） 几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样. 在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在时在该点所引起的振动位移的矢量和. （二） 波的干涉 2.波的干涉 两列波相遇时，使某些地方振动始终加强，而使另一些地方振动始终减弱的现象，称为波的干涉现象. * 波源振动 点P 的两个分振动 1）频率相同； 2）振动方向平行； 3）相位相同或相位差恒定. 波的相干条件 * 点P 的两个分振动 讨 论 1 )合振动的振幅（波的强度）在空间各点稳定分布. 其他 振动始终加强 振动始终减弱 2 )强度分布 波程差 若 则 振动始终减弱 始终加强 其他 3 )波程差 例:如图所示，A、B 两点为同一介质中两相干波源.设其相位相同，频率都为50Hz,波速为0.5m/s，试求在P点两列波的相位差. 解： 点P 处振动减弱 1.5cm A B P 一、相干光 光矢量 用 矢量表示光矢量,它在引起人眼视觉和底片感光上起主要作用。 §3 光的干涉 若两束光的光矢量满足相干条件,则它们就是相干光,相应的光源叫相干光源. 相干条件： 频率相同，振动方向相同且相位相同或相位差恒定。 1、普通光源的发光机制 原子能级及发光跃迁 基态 激发态 跃迁 自发辐射 P 2 1 原子发光是断续的，每次发光形成一长度有限的波列,各原子各次发光相互独立，各波列互不相干。 2、普通光源发光特点 3、相干光的产生 波阵面分割法 * 光源 振幅分割法 p 实 验 装 置 （一）杨氏双缝干涉实验 波程差 二、 分波阵面法干涉实验 减弱 加强 暗纹 明纹 p 实 验 装 置 相邻明或暗条纹之间的间距 明暗条纹的位置 暗纹 明纹 一定时，若 增大，则 增大 1） 2） 条纹间距 随 的减小而增大 一定时， 白光入射的杨氏双缝干涉照片 例:用白光作为双缝实验中的光源，两缝间距为0.025mm，屏幕与双缝距离为50cm，问在屏上观察到的第2级彩色带有多宽？ 解:已知 1、光程 光在介质中的传播时, 波长为 （二） 光程 光程差 频率为 的单色光，在真空中传播速度为 ，波长为 介质中 相位差 若光波在该介质中传播的几何路程为r，则相位的变化为 定义：光程等于媒质折射率 与光的几何路程 之积 ，常用 表示，即光程 物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程折合到真空中的路程(产生相同的相位差). 2.光程差 (两光程之差) 光程差 * P * 干涉加强 相位差 干涉减弱 例:用很薄的云母片(n