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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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),p,S,*,分波面法,x,k=+1,k=-2,k=+2,k=0,k=-1,S,1,S,2,*,*,I,激光,S,l,和,S,2,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,P,S,I,D,o,S,1,S,2,d,r,1,r,2,双缝,单缝,
2、屏,干涉条纹,光强分布,点光源,从线光源,S,发出的光波经,SS,1,P,和,SS,2,P,两条不同路径，在观察屏,P,点上相交。,S,S,1,S,2,0,q,q,1,r,2,r,P,l,q,sin,d,=,D,S,S,1,S,2,0,S,1,0,q,q,q,q,d,1,r,2,r,1,r,2,r,P,l,q,sin,d,=,D,q,sin,d,=,D,q,sin,d,=,D,y,y,S,S,2,l,D,R,1,R,2,1,分波面法双光束干涉,在,d,D,，,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,S,S,1,S,2,0,q,q,1,r,2,r,P
3、,l,q,sin,d,=,D,S,S,1,S,2,0,S,1,0,q,q,q,q,d,1,r,2,r,1,r,2,r,P,l,q,sin,d,=,D,q,sin,d,=,D,q,sin,d,=,D,y,y,S,S,2,l,D,R,1,R,2,如果,S,1,、,S,2,到,S,的距离相等,，,R,=0,，,为,光强极大,，呈现干涉亮条纹；,的空间点,则对应,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,
4、。,1,分波面法双光束干涉,如果,S,1,、,S,2,到,S,的距离不相等,，,R,0,，,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,S,1,、,S,2,到,S,的距离不相等,，,R,0,，,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,S,S,1,S,2,双棱镜,菲涅耳双棱镜的干涉,M,1,M,2,S,1,S,2,S,菲涅耳双面镜的干涉,菲涅耳双面镜,洛,埃 镜 的 干 涉,S,S,M,
5、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
6、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,S,S,1,S,2,q,2,r,P,l,q,sin,d,=,D,S,S,1,S,2,S,1,O,q,q,q,d,2,r,1,r,1,r,1,2,r,P,q,sin,d,=,D,q,sin,d,=,D,q,sin,d,=,D,x,S,S,2,D,R,1,R,2,l,Q,2,n,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。,
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