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光的干涉和杨氏双缝干涉实验讲课文档.ppt

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光的干涉和杨氏双缝干涉实验讲课文档.ppt

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光的干涉和杨氏双缝干涉实验讲课文档.ppt

文档介绍

文档介绍:光的干涉和杨氏双缝干涉实验
第一页,共二十五页。
英国医生和物理学家。对物理学的贡献,除了提出“能”的概念(1807年)和杨氏弹性系数之外,最大的成就就是1801提出光的干涉理论。
科学简史
第二页,共二十五页。
S2
亮条纹的中心线
亮条纹的中心线
暗条纹的中心线
暗条纹的中心线
双缝
中央亮条纹
明暗相间
第十一页,共二十五页。
光的干涉
双缝干涉
S1
S2
P1
P
1、两个独立的光源发出的光不是相干光,双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光,在光屏上形成稳定的干涉条纹.
2、在双缝干涉实验中,光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时,该点出现亮条纹;光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时,该点出现暗条纹.
第十二页,共二十五页。
例题1:在双缝干涉实验中,以白光为光源,在屏上观察到彩色干涉条纹,若在双缝中的一缝前放一红色滤光用只能透过红光),另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光),这时 ( )
A、只有红色和绿色的干涉条纹,其它颜色的双缝干涉条纹消失.
B、红色和绿色的干涉条纹消失,其它颜色的干涉条纹仍然存在.
C、任何颜色的干涉条纹都不存在,但屏上仍有亮光.
D、屏上无任何亮光.
C
第十三页,共二十五页。
白光

(2)白光干涉图样分析
红光
蓝光
亮暗相间彩色条纹
……
……
第十四页,共二十五页。
2 在单色光的双缝干涉实验中 ( )


,出现亮条纹
,出现暗条纹
BC
第十五页,共二十五页。
第四节 实验:双缝干涉测光的波长



双缝屏
像屏
单色光
第十六页,共二十五页。
(1)方法一:
两缝之间距离为d,光屛距光源的距离为L
杨氏双缝干涉的理论解释:
一、光的干涉
P1到两光源之间的光程差:
Δr= P1S2 - P1S1= S2D,因为 L》d,
可以认为SD⊥P1S2 ,
Δr =dsin∠S2S1D
d非常小,光屛上有光线到达,并具有一定亮度的区域到中心P的距离较近,所以,x≈x/ = P1P=Ltan∠P1S2D/ ≈Lsin∠S2S1D

Δr=
若为明条纹, Δr= ±kλ (k=0、1、2…….)
即:
若为暗条纹, Δr= ±(2k-1)λ/2 (k=1、2…….)
即:
第十七页,共二十五页。
(2)方法二:
令P1P=χ
(P1S2)2=L2+(x+d/2)2
(P1S1)2=L2+(x-d/2)2
(P1S2)2-(P1S1)2=
(P1S2-P1S1)(P1S2+P1S1)=2χd
由于χ很小,L》d,所以P1S2+P1S1≈2L。
Δr=P1S2-P1S1=2χd/2L=χd/L,χ=LΔr/d
明条纹: Δr=±Nλ (N=1、2、……), χ=±NLλ/d;
暗条纹:Δr= ±(2N+1/2)λ (N=1、2、……)
χ=±L(2N+1/2)λ/d
相邻明条纹间距: Δx=xn-xn-1= NLλ/d-(N-1) Lλ/d= Lλ/d ;
相邻暗条纹间距:
Δx=xn-xn-1= L(2N+1/2)λ/d- L(2N-1/2)λ/d= Lλ/d
第十八页,共二十五页。
一、实验目的:
实验:用双缝干涉测量光的波长
1、了解光波产生稳定干涉现象的条件。
2、观察白光及单色光的双缝干涉图样。
3、测定单色光的波长。
二、实验原理:
第十九页,共二十五页。
光源发出的光经过滤光片成为单色光。单色光通过单缝后,相当于线光源,经双缝产生稳定的干涉图样。干涉条纹可以从屏上观察到。

根据公式λ=dΔx/L可计算波长,

其中d是双缝间的距离,双缝到屏的距离L可以用米尺测量,相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx用测量头测出(如图所示)
第二十页,共二十五页。
1、测量头由分划板、目镜、
手轮等构成。转动手轮,
分划板会左右移动。
2、测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心见图所示计下此时手轮上的读数。转动测量头,使分划板中心刻线对齐另一条纹的中心,计下此时手轮上的读数。两次读数之差就表示这两条纹间的距离。
3、 测出n条亮(暗)纹间的距离a,就可以求出相邻两条亮(暗)纹间的距离Δx=a/(n-1)。换用不同颜色的滤光片,观察干涉条