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16 光的干涉

免费读1254字2024-07-22

  老师:同学们大家好,今天我们一起学习光的干涉。光到底是什么呢?这个问题的研究经历了漫长的过程,到17世纪的时候,关于光的本性的探讨,在科学界有两种学术并存。以牛顿为代表的科学家主张光是按照惯性定律沿直线飞行的微粒流。以惠根思为代表的科学家,他们类比声波,提出光是在弹性介质中传播的机械波。这两种学说都能解释一些光纤项,但又不能解释当时观察到的全部的光纤项。在18世纪的光学发展中,光的威力说占了上风。到了19世纪初,光的干涉和衍射实验现象的发现,有力的推动了光的波动理论的发展。

  老师:要想做光的干涉实验,首先得有相干光源。那怎么获得相干光源呢?我们一起回忆一下机械波的相关知识。当时在水波的干涉实验中,用一个带两个尖端的震子周期性的震动撞击水面,在水面上产生了两列水波,这两列水波频率相等,相差恒定,它的相差是零,震动方向一致。受这个启发,托马斯扬这么设计了实验,将一束单色光照射的一个挡板上,这挡板上有两个相近的夹缝,S1、S2。根据绘更丝原理,这两个匣缝可以看成两个频率相位和震动方向都相同的光源。这样我们就得到了香港公园。下面我们就看一下光的双缝干涉实验。

  学生:一束激光照射到双缝上,在双缝后的屏幕上出现了明暗相间的条纹,缩小缝间距,干涉条稳间距变大。

  学生:随着缝间距的缩小,干涉条纹间距变大。

  老师:在刚才的双缝干涉实验中,我们得到了这样的干涉涂样,在光屏上出现了明暗相间的等距条文。光的干涉实验有力地证明了光是一种波。我们分析干涉原理,请大家看示意图。双缝间距d远小于双缝到光平的距离l。在镜轴条件下,研究光屏上的任意点PP点到双缝的距离差的绝对值。继承dirt联系水波的干涩不难理解。若Delta等于endedlambda,或者叫半波长的偶数倍,则该点是振动加强出现量条纹。如果Delta等于半波长的基数game,则该点是振动减弱出现暗条纹。

  老师:大家看一下P0的位置,P0位于双缝的中垂线上。chatter,双缝的距离差等于0。这样来看,P0是中央亮条文,也可以叫做第零级量条文。其他条纹在P0两侧对称的分布。我们继续在静轴条件下研究条文间距。由于d源小于l,叫SEPSR,很小,过S1点做S2P的垂线,垂足是m。这个三角形SEPM可以近似的看成是一个等腰三角形,它有两个底角,是90度。这样不难发现,s,r,m就等于R1减R2的绝对值。在小三角形S1,S2M中,这Delta可以写成是d,乘以sin。我们换一个三角形。在三角形o,p0,p中,由于满足近轴条件,x本来是写成是l乘以tentset,也可以近似的写成是l乘以sevenfeet。

  老师:上下两个式的连力可以得出,x等于l比d乘以Delta。以量纹为例,量条纹的话,Delta等于n倍的拉姆德,那x等于l比d乘以n倍的拉姆德。这个x指的是第n级量条纹的中心到P0的距离,这样不难发现条文

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