2022-2023学年高二物理竞赛课件：杨氏双缝干涉的应用

杨氏双缝干涉的应用 杨氏双缝干涉的应用 测量波长 测量厚度和折射率 测量微小改变量 干涉条纹间隔与波长的关系 x 0 白条纹 白条纹 白光条纹 对于不同的光波，若满足m1λ1= m2λ2，出现干涉条纹的重叠。 当λ增大(减小)时， 讨论 e 增大(减小)，条纹变疏(变密)。 ①光源S位置改变：条纹间距不变，条纹有何变化？ S下移时， S上移时， 装置结构变化时干涉条纹发生移动和变化 零级明纹上移，干涉条纹整体向上平移； 零级明纹下移，干涉条纹整体向下平移。 ②双缝间距d 改变：零级明纹中心位置不变，条纹有何变化？ 当d 增大时， 当d 减小时， ③双缝与屏幕间距D 改变：零级明纹中心位置不变，条纹有何变化？ 当D 减小时， 当D 增大时， e 减小，条纹变密； e 增大，条纹变稀疏,条纹分辨越清。 e 减小，条纹变密； e 增大，条纹变稀疏。 介质对干涉条纹的影响 ①在S1后加厚度为t ，折射率为n 的透明介质薄膜，干涉条纹如何变化？ 移过条纹数目为 条纹移动距离为 r2 r1 O P x d S2 S1 若S2后加透明介质薄膜，干涉条纹下移。 零级明纹上移至点P，屏上所有干涉条纹同时向上平移。 ΔN=(n-1)t/λ x=ΔN ·e ②若把整个实验装置置于折射率为n的介质中，条纹如何变化？ 条纹间距为 干涉条纹变密 当双缝干涉装置的一条狭缝S1后面盖上折射率为n=1.58的云母片时，观察到屏幕上干涉条纹移动了9个条纹间距，已知波长λ=550nm，求云母片的厚度t。 例 r2 r1 O P x d S2 S1 解：没有盖云母片时，零级明条纹在O点； 当S1缝后盖上云母片后，光线1的光程增大,条纹上移 依题意，S1缝盖上云母片后，零级明条纹由O点移动原来的第九级明条纹位置P点， 当x<<D 时，S1发出的光可以近似看作垂直通过云母片，光程增加为(n-1)t，从而有 (n-1)t=Nλ 所以 t=Nλ/(n-1) =9×550×10-9/(1.58-1)=8.53×10-6m r2 r1 O P x d S2 S1 光的干涉给了我们一把与光波波长同数量级的尺子，提高了测量精度。 解： 1 ) d= 1.2 mm d=10 mm 2) 双缝间距d为 钠光灯作光源，波长λ=589.3nm，屏与双缝的距离 D=500mm,(1)d=1.2mm和d=10mm,相邻明条纹间距分别为多大？（2) 若相邻明条纹的最小分辨距离为0.065mm,能分辨干涉条纹的双缝间距是多少？ 例 例　波长为 的点光源S与屏的距离为L，一反射镜M与屏垂直放置，直接来自光源的光线SP与镜面平行，且与从镜面反射的光线相遇相干。设　　　　　，L=1m，d=4×10-3m，试讨论P点干涉结果？屏幕上相邻明条纹的间距为多少？ [解]： S‘为虚光源，相干光视为由S 、S’ 分别发出。 P S L M d 故P点为暗条纹,相邻明条纹的间距 满足 P S L C d $