《双光束干涉》课件.ppt

1分波面法双光束干涉,在实验室中为了演示分波面法的双光束干涉，最常采用的是图所示的双缝干涉实验。,3.1.2 双光束干涉(Two-beam interference),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。,1分波面法双光束干涉,从线光源 S 发出的光波经 SS1P 和 SS2P 两条不同路径，在观察屏 P 点上相交。,1分波面法双光束干涉,在dD，且在 y 很小的范围内考察时，相应二光的相位差为,1分波面法双光束干涉,其光程差为,如果 S1、S2 到 S 的距离相等，R=0，,为光强极大，呈现干涉亮条纹；,1分波面法双光束干涉,对应,为光强极小，呈现干涉暗条纹。,的空间点,1分波面法双光束干涉,相邻两亮（暗）条纹间的距离是条纹间距为，且,其中=d/D 叫光束会聚角。在实验中，可以通过测量 D、d 和，计算求得光波长。,1分波面法双光束干涉,如果 S1、S2 到 S 的距离不相等，R0，,的空间点是亮条纹；,则对应,对应,的空间点是暗条纹。,1分波面法双光束干涉,如果 S1、S2 到 S 的距离不相等，R0，,即干涉图样相对于 R=0 的情况，沿着 y 方向发生了平移。,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。,1分波面法双光束干涉,菲涅耳双面镜,洛埃镜,这些实验的共同点是：,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。这种在整个光波叠加区内随处可见干涉条纹的干涉，称为非定域干涉。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。,1分波面法双光束干涉,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（对应着不同波长）分离的彩色条纹。,白光入射的杨氏双缝干涉照片,1分波面法双光束干涉,例题 2-1 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,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,问：(1)当待测气体的折射率大于空气的折射率时，干涉条纹应如何移动？(2)设 l=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。,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,例题 2-2 用单色光做杨氏干涉实验时，如果把两个等宽狭缝中的一个加宽一倍，干涉条纹会发生什么变化？给出此时的相干度。,解：,两个狭缝相同时，相干度为,使一个狭缝加宽一倍，振幅变为原来的 2 倍，光强变为原来的 4 倍，相干度为,因此干涉图样可见度变低。,