双缝干涉图样的光强分布特点:
1、不考虑缝的宽度,光强按照正弦,余弦规律变化。如果考虑缝的宽度,光强的总体亮度要衰减。
2、双缝衍射,其实就相当于干涉,产生的图样是明暗相间的条纹,条纹之间间距相等,条纹的宽度也相等。
双缝衍射光强分布规律及特点是什么啊?
中央条纹最亮,同时也最宽,约为其他明条纹宽度的两倍。中央条纹两侧,光强度迅速减小,直至第一暗条纹;随后光强又逐渐增大成为第一明条纹,依此类推。分析图中光强条纹与光强图线的对应关系,可见光强条纹的明暗、宽窄都对应着光强图线的高低及宽窄;光的衍射仅与缝的宽度有关。缝宽越大,光强度(光的能量)越集中于中央条纹,所形成的图线中央峰窄而高。随着缝宽进一步加大,衍射图线的中央峰将被压缩成一条亮线,基本观察不到衍射波形。杨氏的光的双缝干涉实验中产生的干涉图样有哪些特点
条纹形状:与双缝平行的一组明暗相间彼此等间距的直条纹,上,下对称。
对于该实验,首先量子力学认为,光是由一份一份的光量子组成,每份的能量大小为E=hυ,其中h为普朗克常数,υ为光子的频率。
束单色光穿过狭窄的单缝后再次穿过双缝,就会在双缝后面的屏幕上产生干涉条纹,该实验的神秘之处在于,如果一个一个地发射光子,也能得到干涉条纹,甚至把光子换成电子,甚至是分子,也能得到干涉条纹。
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注意事项:
平行的单色光投射到一个有两条狭缝的挡板上,狭缝相距很近,平行光的光波会同时传到狭缝,它们就成了两个振动情况总是相同的波源称为相干波源,它们发出的光在档板后面的空间相互叠加,就发生了干涉现象。
当单色光经过双缝后,在屏上产生了明暗相间的干涉条纹。当屏上某处与两个狭缝的路程差是半波长的偶数倍时,则两列波的波峰叠加,波谷与波谷叠加,形成亮条纹。当屏上某处与两个狭缝的路程差是半个波长的奇数倍时,在这些地方波峰跟波谷相互叠加,光波的振幅互相抵消,出现暗条纹。
-双缝实验
-双缝干涉
白光的双缝干涉的色光分布顺序是怎样的?
中央为黑色条纹,从中心开始往两边看,左半部分是(红----紫),有半部分是(紫----红),也就是说,紫色条纹比红色条纹更靠近中心。
白光是各种不同色光组成的复色光,光屏中央到两狭缝距离相等,各色光经双缝到达光屏中央的路程差为零,在光屏中央均出现亮纹,各色光复合成白光,所以中央亮纹为白色;
不同色光的干涉条纹间距Δx=(L/d)λ 随波长的增大而增大,红光的波长最长,所以再最外侧,这间距很小,不好直接测,所以要测n个条纹的间距,积多求少减小误差。
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当单色光经过双缝后,在屏上产生了明暗相间的干涉条纹。当屏上某处与两个狭缝的路程差是半波长的偶数倍时,则两列波的波峰叠加,波谷与波谷叠加,形成亮条纹。
当屏上某处与两个狭缝的路程差是 半个波长的奇数倍时,在这些地方波峰跟波谷相互叠加,光波的振幅互相抵消,出现暗条纹。
-双缝干涉
双缝实验中的干涉现象有什么特点?
屏幕中心为零级亮条纹,两侧为平行等间距的明暗相间条纹。
双缝干涉实验条纹特点的有:
1、明暗相间的条纹;
2、条纹等间距排列;
3、中间级次低;
4、零级明纹只有一条;
5、除了零级,其它级次条纹对称分布;
6、在装置确定的情况下,入射光波长越长,条纹间距越大。
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英国物理学家托马斯·杨最先在1801年得到两列相干的光波,并且以明确的形式确立了光波叠加原理,用光的波动性解释了干涉现象。他用强烈的单色光照射到开有小孔S的不透明的遮光扳(称为光阑)上,后面置有另一块光阑,开有两个小孔S1和S2。杨氏利用了惠更斯对光的传播所提出的次波假设解释了这个实验。
S1,S2为完全相同的线光源,P是屏幕上任意一点,它与S1,S2连线的中垂线交点S'相距x,与S1,S2相距为rl、r2,双缝间距离为d,双缝到屏幕的距离为L。因双缝间距d远小于缝到屏的距离L,P点处的光程差:δ=r2-r1=dsinθ=dtgθ=dx/Lsinθ=tgθ。这是因为θ角度很小的时候,可以近似认为相等。
干涉明条纹的位置可由干涉极大条件d=kλ得:x=(L/d)kλ,干涉暗条纹位置可由干涉极小条件d=(k+1/2)λ得:x=(D/d)(k+1/2)λ,明条纹之间、暗条纹之间距都是Δx=λ(D/d),因此干涉条纹是等距离分布的。
什么是光的干涉?产生光的干涉现象的条件是什么
光的干涉现象 :
它是指因两束光波相遇而引起光的强度重新分布的现象。
条件:
两束光波相遇产生干涉现象的必要条件是:
①频率相同;
②光矢量(即电场强度矢量E)的振动方向相同;
③在相遇处两束光的相位差恒定。
为了实现相干光的干涉,还应注意:两相干光至相遇点的光程差不能太大,以不超过波列长度(即相干长度)为限;两相干光的振幅不能相差太大,以保证干涉条纹明显可辨。
一、产生相干光波
1、分波阵面法
分波阵面法。将点光源的波阵面分割为两部分,使之分别通过两个光具组,经反射、折射或衍射后交迭起来,在一定区域形成干涉。由于波阵面上任一部分都可看作新光源,而且同一波阵面的各个部分有相同的位相,所以这些被分离出来的部分波阵面可作为初相位相同的光源,不论点光源的位相改变得如何快,这些光源的初相位差却是恒定的。杨氏双缝、菲涅耳双面镜和洛埃镜等都是这类分波阵面干涉装置。
2、分振幅法
分振幅法。当一束光投射到两种透明媒质的分界面上,光能一部分反射,另一部分折射。这方法叫做分振幅法。最简单的分振幅干涉装置是薄膜,它是利用透明薄膜的上下表面对入射光的依次反射,由这些反射光波在空间相遇而形成的干涉现象。由于薄膜的上下表面的反射光来自同一入射光的两部分,只是经历不同的路径而有恒定的相位差,因此它们是相干光。另一种重要的分振幅干涉装置,是迈克耳孙干涉仪。
3、干涉条纹
在各种干涉条纹中,等倾干涉条纹和等厚干涉条纹是比较典型的两种。以上假定光源发出的是单色光(或者用滤光片从光源所发的许多波长的光中取出某一单色光)。当光源发出的许多波长的光皆发生干涉时,会形成彩色干涉条纹(见白光条纹)。
二、干涉分类
1、双光波干涉
即两个成员波的干涉。杨氏双孔和双缝干涉、菲涅耳双镜干涉及牛顿环等属于此类。双光波干涉形成的明暗条纹都不是细锐的,而是光强分布作正弦式的变化,这就是双光波干涉的特征。多光波干涉则可形成细锐的条纹。
2、多光波干涉
即多于两个成员波的干涉。陆末-格尔克片干涉属于此类。图中A为平行平板玻璃,光的干涉一端开有倾斜的入射窗BC。从S发出的源波经BC进入玻璃片后在其上、下表面间多次反射。每次在上表面反射时,皆同时有一波折射入空气中。所有各次折射入空气中的波就是从同一源波按分振幅方式造成的一组成员波。在透镜L 的焦平面Π上观测干涉条纹。相邻两波在P点的位相差为式中λ 为光波在真空中的波长,n为玻璃的折射率,t为玻璃片厚度,β 为玻璃片内的光程辅助线与表面法线的夹角。在接收面光强分布的条纹十分细锐,这是多光波干涉的特征。
3、偏振光的干涉
在以上所举的干涉中,各成员波在考察点处可认为偏振方向大体一致。当参与干涉的两个成员波的偏振面夹有一定角(例如 90°)时,如何产生干涉见偏振光的干涉。
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