《2021-2022学年高二物理竞赛课件：光程习题.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：光程习题.pptx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、光程习题课件双缝间距越小，双缝间距越小，条纹越宽条纹越宽S*零级明纹：零级明纹：白色白色其余明纹：其余明纹：彩彩色色光光谱谱高级次重叠。高级次重叠。结论结论白光白光照射时，将出现照射时，将出现彩色彩色条纹条纹 例例1 以单色光照射到相距为以单色光照射到相距为0.2mm的双缝上的双缝上,双缝与双缝与屏幕的垂直距离为屏幕的垂直距离为10m.(1)若屏上第一级干涉明若屏上第一级干涉明 纹纹 到同侧到同侧 的第四级明纹中的第四级明纹中 心间的距离为心间的距离为75mm,求单色光的波长求单色光的波长;(2)若入射光的波长为若入射光的波长为600nm,求相邻两暗纹中心间的求相邻两暗纹中心间的距离距离.解：
2、解：（1）（2）光程和光程差光程和光程差 光在真空中的速度光在真空中的速度 光在介质中的速度光在介质中的速度 介质中的波长介质中的波长介质的介质的折射率折射率n真空真空若将两光源置于不同的介质中若将两光源置于不同的介质中,P 点干涉结果是否变化点干涉结果是否变化?两光源的光波在两光源的光波在 P 点的光振动方程：点的光振动方程：*P*问问 如图两相干光源光振如图两相干光源光振动相位相同，且动相位相同，且 ,P 点干涉加强还是减弱点干涉加强还是减弱?*P*相位差相位差 物理意义物理意义：光程就是光在介质中通：光程就是光在介质中通过的几何路程过的几何路程,按按波数相等波数相等折合到真空折合到真空中
3、的路程中的路程.1）光程光程:介质折射率与光的几何路程之积介质折射率与光的几何路程之积 相位差相位差 干涉现象决定于两束相干光的相位差干涉现象决定于两束相干光的相位差。两束相两束相干光通过不同的介质时，相位差不能单纯由干光通过不同的介质时，相位差不能单纯由波程差波程差 决定。决定。2）光程差：光程差：相位差：相位差：*P*3）干涉判据：干涉判据：加强加强减弱减弱适用范围：光在适用范围：光在不同介质不同介质中传播的干涉条件中传播的干涉条件相位差相位差光程差光程差明纹明纹暗纹暗纹真空中加入厚度为真空中加入厚度为d d，折射率为折射率为n n 的介质的介质dn薄透镜不引起附加光程差薄透镜不引起附加光
4、程差A A、B B、C C 的相位相同，的相位相同，在在F F点会聚，互相加强点会聚，互相加强。A A、B B、C C 各点到各点到F F点的点的光程都相等。光程都相等。4）常见情况光程差的计算：常见情况光程差的计算：增加的光程差为：增加的光程差为：AaFAaF比比BbFBbF经过的几何路程长，但经过的几何路程长，但BbFBbF在透镜中在透镜中经过的路程比经过的路程比AaFAaF长，透镜折射率大于长，透镜折射率大于1 1，折算，折算成光程，成光程，AaFAaF的光程与的光程与BbFBbF的光程相等。的光程相等。解析解析 例例:如图双缝如图双缝,已知入射光波长为已知入射光波长为 ,将折射率为将折
5、射率为 n 的劈尖缓慢插入光线的劈尖缓慢插入光线 2 中中,在劈尖移动过程中在劈尖移动过程中,问问 1）干涉条纹间距是否变化？干涉条纹间距是否变化？2）条纹如何移动？条纹如何移动？S S解：解：1）条纹间条纹间距不变距不变.点为点为零零级明纹位置级明纹位置零零级明纹位置下移级明纹位置下移无劈尖时无劈尖时有劈尖时有劈尖时 例例 在杨氏双缝干涉实验中，用波长在杨氏双缝干涉实验中，用波长 的的单色光垂直照射在双缝上单色光垂直照射在双缝上.若用一折射率若用一折射率n=1.58 1.58、厚厚度为度为 的云母片覆盖在上方的狭缝上，的云母片覆盖在上方的狭缝上，问问（1 1）屏上干涉条纹有什么变化？屏上干涉
6、条纹有什么变化？（2 2）屏上中央屏上中央o点现在是明纹还是暗纹？点现在是明纹还是暗纹？o解：解：(1)干涉条纹向上平移干涉条纹向上平移 (2)中央中央o点为明纹点为明纹P 劳埃德镜劳埃德镜ML 半波损失半波损失：光从：光从光速较大的介质光速较大的介质（光疏介质光疏介质）射射向向光速较小的介质光速较小的介质（光密介质光密介质）界面上）界面上时反射光的相时反射光的相位较之入射光的相位跃变了位较之入射光的相位跃变了 ，相当于反射光与入相当于反射光与入射光之间附加了射光之间附加了 的光程差，称为半波损失的光程差，称为半波损失.C解解 计算波程差计算波程差BA12 ,求：第一次测到极大时，射电星的方位
7、求：第一次测到极大时，射电星的方位与湖面所成的角与湖面所成的角 .如图如图 离湖面离湖面 处有一电磁波接收器位于处有一电磁波接收器位于 C，当一射电星从地平面渐渐升起时，当一射电星从地平面渐渐升起时，接收器断续接接收器断续接收收 到一系列极大值到一系列极大值.已知射电星发射的电磁波波长为已知射电星发射的电磁波波长为例例 射电信号的接收射电信号的接收取取 极大极大时时 考虑半波损失时，附加波程差取考虑半波损失时，附加波程差取 均可，均可，符号不同，符号不同，取值不同，对问题实质无影响取值不同，对问题实质无影响.注意注意ACB121.1.1.1.光的相干条件光的相干条件光的相干条件光的相干条件 频率相同、振动方向相同、相位差恒定频率相同、振动方向相同、相位差恒定(不太大不太大).).相干光的获得方法相干光的获得方法:分振幅法；分波振面法。分振幅法；分波振面法。（2 2）光程差与相位差的关系）光程差与相位差的关系其中其中:k k=0,1,2,=0,1,2,2.2.2.2.光程光程光程光程3.3.干涉加强和减弱的条件干涉加强和减弱的条件（1 1）定义）定义 光在介质中经历的几何路程与该介质折光在介质中经历的几何路程与该介质折 射率之积射率之积.小小 结结明暗条纹位置明暗条纹位置相邻条纹间距相邻条纹间距其中其中:k=0,1,2,3 4.4.杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉波程差波程差