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文檔簡介
1、光的干涉現(xiàn)象雙縫干涉光能夠發(fā)生干涉的條件:兩光的頻率相同,振動(dòng)步調(diào)相同.雙縫干涉形成的條紋是等間距的,兩相鄰亮條紋或相鄰暗條紋間距離與波長成正比,即k=d用白光照射雙縫時(shí),形成的干涉條紋的特點(diǎn):中央為白條紋,兩側(cè)為彩色條紋.亮暗條紋的判斷方法如圖1所示,光源S、S2發(fā)出的光到屏上某點(diǎn)的路程差,廠,=/0=0,1,2)時(shí),光屏上 出現(xiàn)亮條紋.圖1久(2)光的路程差r2r = (2k+1)2(k=0,1,2)時(shí),光屏上出現(xiàn)暗條紋.條紋間距:心=勺,其中l(wèi)是雙縫到光屏的距離,d是雙縫間的距離,久是光波的波長.薄膜干涉形成:如圖2所示,豎直的肥皂薄膜,由于重力的作用,形成上薄下厚的楔形.光照射 到薄膜
2、上時(shí),在膜的前表面刀力和后表面合不分別反射回來,形成兩列頻率相同的光波, 并且疊加.孔況0/亮亮圖2亮、暗條紋的判斷在P、P2處,兩個(gè)表面反射回來的兩列光波的路程差A(yù)r等于波長的整數(shù)倍,即Ar=nA(n = 1,2,3),薄膜上出現(xiàn)亮條紋. 2在Q處,兩列反射回來的光波的路程差A(yù)r等于半波長的奇數(shù)倍,即r=(2+1)2(=0,1,2,3),薄膜上出現(xiàn)暗條紋.(3)薄膜干涉的應(yīng)用干涉法檢查平面如圖3所示,兩板之間形成一楔形空氣膜,用單色光從上向下照射,如果被 檢查平面是平整光滑的,我們會(huì)觀察到平行且等間距的明暗相間的條紋;若被檢查平面不平 整,則干涉條紋發(fā)生彎曲.標(biāo)準(zhǔn)樟本單也一pH士Tl 薄片破
3、檢查平而圖3【例1如圖4所示,在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,N和S2為雙縫,P是光屏上的一點(diǎn),已知P點(diǎn)與 S和S2距離之差為2.1X10-6 m,今分別用A、B兩種單色光在空氣中做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),問 P點(diǎn)是亮條紋還是暗條紋?圖4已知A光在折射率為n= 1.5的介質(zhì)中波長為4X10-7 m;已知B光在某種介質(zhì)中波長為3.15X10-7 m,當(dāng)B光從這種介質(zhì)射向空氣時(shí),臨界角為 37(sin 37=0.6,cos 37 = 0.8);若用A光照射時(shí),把其中一條縫遮住,試分析光屏上能觀察到的現(xiàn)象.答案(1)暗條紋(2)亮條紋(3)見解析c 2.解析(1)設(shè)A光在空氣中波長為2,在介質(zhì)中波長為22,由n=c=-得2
4、=n22= 1.5X4X 10-7 m=6X 10-7 m根據(jù)路程差k=2.1 X 10-6 mA 2.1 X 10-6 m 所以 N1=君=6X10-7 m =3.5 由此可知,從S1和S2到P點(diǎn)的路程差A(yù)是波長2的3.5倍,所以P點(diǎn)為暗條紋.(2)根據(jù)臨界角與折射率的關(guān)系sin C=n得15n=sin 37 = 3由此可知,B光在空氣中波長為.5%=泓介=3X35X 1-7 m=5.25X 1-7 mAx2.1X10-6 m所以 N2=足=5.25X10-7 m=4可見,用B光做光源,P點(diǎn)為亮條紋.光屏上仍出現(xiàn)明暗相間的條紋,但中央條紋最寬最亮,兩邊條紋變窄變暗.練習(xí)題1 .劈尖干涉是一種
5、薄膜干涉,其裝置如圖5甲所示,將一塊平板玻璃放置在另一平板玻璃 上,在一端夾入兩張紙片,從而在兩玻璃表面之間形成一個(gè)劈形空氣薄膜.當(dāng)光垂直入射后, 從上往下看到的干涉條紋如圖乙所示,干涉條紋有如下特點(diǎn):圖5任意一條亮條紋或暗條紋所在位置下面的薄膜厚度相等;任意相鄰亮條紋和暗條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差恒定.現(xiàn)若在圖甲的裝置中抽去一張紙片,則當(dāng)光垂直入射到新的劈形空氣薄膜后,從上往下觀察到的干涉條紋()變疏B.變密C.不變D.消失答案A解析如圖所示,若抽去一張紙片,則三角截面空氣層的傾角變小,則干涉條紋變疏,A正 確.-兩張紙第嗷第一級(jí)第一級(jí)亮條紋亮條紋亮條莪2. 一束白光在真空中通過雙縫后在屏上觀察到的干涉條紋,除中央白色亮條紋外,兩側(cè)還 有彩色條紋,其原因是()A.各色光的波長不同,因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同各色光的速度不同,因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間距不同各色光的強(qiáng)度不同,因而各色光分別產(chǎn)生的干涉條紋的間
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