1、1杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉 1801 1801年，英国的年，英国的托马斯托马斯 杨杨首次用实验获得了两首次用实验获得了两列相干的光波，观察到了光的列相干的光波，观察到了光的干涉现象干涉现象，为，为光的波光的波动学说动学说建立确定了坚实的实验基础。建立确定了坚实的实验基础。双缝双缝点点光光源源屏屏2os1s2sr1r2dDdxP波程差波程差12rr sind tandDxd相位差相位差由于由于分波面法分波面法，两列相干波的初相相同，两列相干波的初相相同122rr 一、双缝干涉一、双缝干涉Dxd)()(2201012rr双缝双缝屏屏3xDd21.干涉加强或干涉减弱的条件干涉加强或干涉减弱的条件加强
2、或加强或明纹：明纹：xDd2 2k(k=0,1,2）明纹位置明纹位置dDkxk 称称干涉级干涉级，k0对应的明条纹称对应的明条纹称零级明纹零级明纹或或中中央明纹央明纹，k1，2，对应的，对应的明条纹明条纹分别称分别称第第1级明纹级明纹、第第2级明纹级明纹 4减弱或减弱或暗纹：暗纹：xDd2 )12(k(k=1,2)暗纹位置暗纹位置2)12(dDkxk1，2，对应的，对应的暗条纹暗条纹分别称分别称第第1级暗纹级暗纹、第第2级暗纹级暗纹 明条纹的间距明条纹的间距kkxxx1dDkdDk )1(dDx 暗条纹的间距暗条纹的间距kkxxx1dDkdDk2)12(2)12(dDx 52.双缝干涉条纹的特
3、点双缝干涉条纹的特点(1)屏上明暗条纹的位置，是屏上明暗条纹的位置，是对称对称分布于屏幕中心分布于屏幕中心o点点两侧且两侧且平行平行于狭缝的于狭缝的直条纹直条纹，明暗条纹，明暗条纹交替排列交替排列。(2)相邻明纹、相邻暗纹的相邻明纹、相邻暗纹的间距都相等间距都相等，与干涉级，与干涉级k无无关。条纹间距关。条纹间距dxDxx1 (3)当当d，D一定时，一定时，x 。白光入射时，中央为白白光入射时，中央为白色明纹，其它级次出现彩色条纹色明纹，其它级次出现彩色条纹,有重叠现象。有重叠现象。K=1K=0K=1K=2K=2K3K36例例1 1用单色光照射相距用单色光照射相距0.4 mm的双缝，缝屏间距为
4、的双缝，缝屏间距为1 m。(1)从第从第1 1级明纹到同侧第级明纹到同侧第5级明纹的距离为级明纹的距离为6 mm，求此单色光的波长；，求此单色光的波长；(2)若入射的单色光波长为若入射的单色光波长为4000 的紫光，求相邻两明纹间的距离；的紫光，求相邻两明纹间的距离；(3)上述两上述两种波长的光同时照射时，求两种波长的明条纹第种波长的光同时照射时，求两种波长的明条纹第1次次重合在屏幕上的位置，以及这两种波长的光从双缝到重合在屏幕上的位置，以及这两种波长的光从双缝到该位置的波程差。该位置的波程差。解解 (1)由双缝干涉明纹条件由双缝干涉明纹条件 ，可得，可得Dxkd 1 55151()Dxxxk
5、kd74371 5514 106 106.0 10()()1(5 1)xdmD kk 橙色(2)当当 4000 时，相邻两明纹间距为时，相邻两明纹间距为7341 4 101 101.04 10Dxmmd (3)设两种波长的光的明条纹第设两种波长的光的明条纹第1次重合处离中央明纹次重合处离中央明纹的距离为的距离为x，则有，则有1122DDxkkdd12214000260003kk8由此可见，波长为由此可见，波长为 4000 的紫光的第的紫光的第3级明条纹与波级明条纹与波长为长为6000 的橙光的第的橙光的第2级明条纹第级明条纹第1次重合。重合的次重合。重合的位置为位置为731142 1 6 10
6、3 1034 10Dxkmmmd 双缝到重合处的波程差为双缝到重合处的波程差为611221.2 10kkm练习：练习：P233 1（1）作业：作业：P235 310.3.19 光在媒质中的速度光在媒质中的速度cunnnucnn 光在媒质中的波长光在媒质中的波长媒质的媒质的折射率折射率nn真空真空二、光程与光程差二、光程与光程差c真空中真空中的光速的光速10 相位差相位差 物理意义物理意义：光程表示在相同的时间内光程表示在相同的时间内光光在真空中通在真空中通过的路过的路程程。（1）光程光程：媒质折射率：媒质折射率n与光的几何路程与光的几何路程r的乘积。的乘积。*1sP1r2s2n*1n2rctr
7、ucnr 112222rrnn)(21122rnrn11练习练习1：P234 2（1）练习练习2：设某种单色光通过图示的光路设某种单色光通过图示的光路AB和和BC所所需的时间相等，已知需的时间相等，已知AB段在真空中，段在真空中，BC段在其段在其他介质中，问光线由他介质中，问光线由A至至B和由和由B至至C的光程相不的光程相不相等？相等？12（2）光程差光程差光程差光程差,0,1,2,kk,2,1,02,kk 干涉干涉加强加强2相位差相位差*1sP1r2s2n*1n2r1122rnrn 干涉干涉减弱减弱,2,1,2)12(,2,1,)12(kkkk13例例2在杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为在
8、杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为 ，现在缝现在缝 上放置一片厚度为上放置一片厚度为 d，折射率为，折射率为n的透明的透明介质，试问原来的零级明纹将如何移动？如果观测介质，试问原来的零级明纹将如何移动？如果观测到零级明纹移到了原来的到零级明纹移到了原来的k级明纹处，求该透明介级明纹处，求该透明介质的厚度质的厚度d。2S解解如图所示，有透明如图所示，有透明介质时，从介质时，从 和和 到到观测点观测点P P 的光程差为的光程差为1S2S21()rdndr 1421(1)0rrnd原来没有介质时原来没有介质时k级明纹的位置满足级明纹的位置满足所以，所以，原来的零级明纹将向下移动，如下图。原来的零级明纹将向下移动，如下图。krr12(k=0,1,2）1nkd零级明纹相应的零级明纹相应的 ，其位置应满足，其位置应满足0练习：练习：P234 2（4）作业：作业：P235 310.3.2
