2022-2023学年高二物理竞赛课件：光程与光程差

光程与光程差 光程与光程差 主要内容： 1.光程 2.光程差 理学院 物理系 陈强 在双缝干涉实验中，屏幕E上的P点处是明条纹.若将缝S2 盖住，并在 S1S2 连线的垂直平分面处放一反射镜M，如图所示，则此时 例 (A) P 点处仍为明条纹. (B) P 点处为暗条纹. (C) 不能确定P点处是明条纹还是暗条纹. (D) 无干涉条纹. E M 由于在原来光程差上多(少)了 半个波长,所以P点处为暗条纹. 解 理学院 物理系 陈强 (1) 波长为600nm的平行光垂直入射在间距为0.2mm的双缝上时，在缝后1m处的像屏上形成干涉条纹. 解 例 (1) 第十级明纹中心的位置和第十级明纹的宽度 (2) 波长改为 400~760 nm 的白光时 ，第二级谱线宽度、第 二级谱线与第三级谱线重叠部分的宽度和重叠部分各波 长范围. 求 明条纹中心条件为 相邻条纹间距为 第十级明纹的宽度 理学院 物理系 陈强 (2) 明条纹中心条件 第二级谱线的宽度为 2 3 b O a 第二级λ2波长谱线与第三级λ3波长谱线重合，即 同理有： 理学院 物理系 陈强 第二级谱线与第三级谱线重叠部分各波长范围为 第二级谱线与第三级谱线重叠部分的宽度为 理学院 物理系 陈强 光程 便于研究同一光波在几种不同介质中传播或者计算 几个经过不同介质的干涉光相遇时的相位差. 1. 目的： 若时间 t 内光波在介质中传播的路程为 r ,则相应在 真空中传播的路程应为 可见: 光程是一个折合量，将光波在介质中传播的路程 折合为同一时间内在真空中通过的相应路程。 光程 P Q • • 2. 光程： 理学院 物理系 陈强 光程差 2. 相位差与光程差关系 1. 光程差 3. 物象之间的等光程性 真空中的波长 理学院 物理系 陈强 用折射率 n =1.58 的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹的位置上。如果入射光波长为 550 nm. 解 设云母片厚度为d .无云母片时，零级亮纹在屏上P点，则到达P点的两束光的光程差为零.加上云母片后，到达P点的两光束的光程差为 当P 点为第七级明纹位置时 例 此云母片的厚度. 求 理学院 物理系 陈强 加强条件 两同相相干点光源S1、S2相距d ，发射功率相等、波长为λ (1) OX轴上光信号最强的位置； (1) 光程差 信号加强的位置 (2) OX轴上光信号最弱的位置. 减弱条件 信号减弱的位置 的光信号，如图所示.不考虑衰减 解 例 求 (2) 理学院 物理系 陈强 考虑上下界面反射的半波损失，可写为 1 2 · S 2 1 理学院 物理系 陈强 11 当保持n2，g不变时，可见d 仅仅是d 的函数。同一条纹对应的薄膜厚度相同，这种干涉——薄膜等厚干涉，相应的干涉条纹——等厚条纹. 讨论 (1) 光垂直入射薄膜表面 (2) 注意两相干涉光相遇位置. 相遇处 (3) 是否存在半波损失要具体考虑. 理学院 物理系 陈强 $