《物理光学12.2杨氏干涉实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理光学12.2杨氏干涉实验（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1801年杨氏的双缝实验证明了光可以发生干涉，它归属于分波前法双光束干涉。实验装置如图所示。,12.2 杨氏干涉实验,真空中，Sl 和 S2 双缝从来自狭缝 S 的光波波面上分割出很小的两部分作为相干光源，它们发出的两列光波在观察屏上叠加，形成干涉条纹。,干涉图样的计算,由于Sl 和 S2 对称设置，且大小相等，可以认为由两者发出光波在P点的强度相同，则P点处干涉条纹强度分布为,由坐标可知光程差为,如果 R=0,光强极大，呈现干涉亮条纹；,光强极小，呈现干涉暗条纹；,条纹间距：相邻两个亮条纹或暗条纹之间的距离 这是求解干涉系统中条纹间距的普遍公式,杨氏干涉实验中，干涉图样在z轴附近垂直于双缝连
2、线方向上为一系列平行等距的明暗直条纹，条纹分布呈现余弦平方变化规律。,相干光束会聚角：到达干涉场屏幕上某点的两条相干光线间的夹角,在实验中，可以通过测量 D、d 和 ，计算求得光波长 ；也可以通过和来估算条纹间距,如果 R0，,光强极大，呈现干涉亮条纹；,光强极小，呈现干涉暗条纹；,涉图样相对于 R=0 的情况，沿着x方向发生了平移。,干涉级次：决定条纹位置的m值，其中光程差越大对应的干涉级次越高,例题：如图所示，利用干涉现象测定气体的折射率。当薄壁容器中充入待测气体并排除空气时，干涉条纹就会发生移动，由干涉条纹的移动情况就可以测定容器中气体的折射率,问：(1) 当待测气体的折射率大于空气的折
3、射率时，干涉条纹应如何移动？ (2) 设容器长度为 2.0cm，条纹移动 20 条，光波的波长为5893，空气的折射率为 n =1.000276，求待测气体的折射率。,解：(1) 设薄壁容器中充入空气时，零级条纹出现在 O 点，而充入待测气体时，零级条纹出现于 P 点。此时的光程差,零级条纹出现条件是,即,考虑到,于是，零级条纹（因而所有条纹）应当上移。,(2) 考察屏幕上的一个固定点移动一个条纹，表明光程差相差一个波长，因此,进而可得,除了上述杨氏干涉实验外，菲涅耳双棱镜、菲涅耳双面镜和洛埃镜都属于分波面法双光束干涉的实验装置。,菲涅耳双面镜,洛埃镜,在两束光的叠加区内，到处都可以观察到干涉条纹，只是不同地方条纹的间距、形状不同而已。 在这些干涉装置中，都有限制光束的狭缝或小孔，因而干涉条纹的强度很弱，以致于在实际上难以应用。,分波面法双光束干涉的共同特点,当用白光进行干涉实验时，由于干涉条纹的光强极值条件与波长有关，除了m = 0 的条纹仍是白光以外，其它级次的干涉条统均为不同颜色分离的彩色条纹。,白光入射的杨氏双缝干涉照片,作业P374第5题，第6题,
