大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)7 光的干涉實(shí)驗(yàn)

1、云南大學(xué)軟件學(xué)院 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程： 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)期：任課教師：班級(jí)：學(xué)號(hào)： 序號(hào)： 姓名：成績(jī)：實(shí)驗(yàn)7光的干涉實(shí)驗(yàn)相干光的干涉如果兩束光的相位差恒定，則合成光強(qiáng)為(1.6a)其中w = (p20-00,第三項(xiàng)是干涉項(xiàng)。這就是光的相干疊加。如果(1.6a)其中w = (p20-00,第三項(xiàng)是干涉項(xiàng)。這就是光的相干疊加。如果/ = /2,則合成光強(qiáng)為ApI = 21 (1+ cos Ap) = 41 cos2 -1 1 2(1.6b)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容內(nèi)容1根據(jù)公式(1.6b),討論光的干涉相長(zhǎng)和干涉相消問(wèn)題。內(nèi)容2：分析上面的matlab仿真程序，說(shuō)明程序用到的變量n的作用？如果程序要求干涉條紋以紅色輸出

2、,如何修改程序？%兩束相干光的干涉強(qiáng)度和干涉條紋clear%清除變量n=3; dphi=0.01; phi=(-1:dphi:1)*n*2*pi; i=4*cos(phi/2).2;figure subplot(2,1,1) plot(phi,i) grid onaxis(-n*2*pi,n*2*pi,0,4) title(光的干涉強(qiáng)度分布)%相差的增量%相差向量%干涉的相對(duì)強(qiáng)度%曲線范圍%標(biāo)題xlabel(相差xlabel(相差Deltaitphi) ylabel(相對(duì)強(qiáng)度itI/Irm_l) subplot(2,1,2)c=linspace(0,1,64); colormap(c c c)

3、;image(i*16)axis offtitle(光的干涉條紋)%y標(biāo)簽%畫(huà)干涉條紋（乘以16放大強(qiáng)度,最大為64）%兩束相干光的干涉強(qiáng)度和干涉條紋 clearn=3;dphi=0.01;%兩束相干光的干涉強(qiáng)度和干涉條紋 clearn=3;dphi=0.01;phi=(-1:dphi:1)*n*2*pi; i=4*cos(phi/2).2;figure subplot(2,1,1) plot(phi,i) grid on axis(-n*2*pi,n*2*pi,0,4) title(光的干涉強(qiáng)度分布) xlabel(相差Deltaitphi) ylabel(相對(duì)強(qiáng)度itl/lrm_l) su

4、bplot(2,1,2) c=linspace(0,1,64); a=zeros(size(c); b=zeros(size(c); colormap(c a b) image(i*16) axis off title(光的干涉條紋)%清除變量%相差的增量%相差向量%干涉的相對(duì)強(qiáng)度%曲線范圍%標(biāo)題%x標(biāo)簽%y標(biāo)簽%畫(huà)干涉條紋（乘以16放大強(qiáng)度,最大為64）%標(biāo)題10151015內(nèi)容3：執(zhí)行程序，對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的分析說(shuō)明。Figure 3File Edit View Insert Tools Desktop Window HelpD S a檢毆巳鋼越運(yùn) E叵E2光的干湧強(qiáng)度分布-505相差也0光

5、的干涉條紋中心越遠(yuǎn)。= 中心越遠(yuǎn)。= 2/2。(2.3)內(nèi)容 4：選做，輸出牛頓環(huán)干涉條紋。如圖所示，取一塊表面平整的玻璃板，將一半徑很大的平凸透鏡的凸面與平板玻璃接在一起，平凸 透鏡的凸面與平板玻璃表面搭出一個(gè)空氣薄膜。用波長(zhǎng)為久的單色光垂直照射時(shí)，可觀察到一系列明暗 相間的同心圓環(huán)，這一現(xiàn)象最先被牛頓觀察到，史稱(chēng)牛頓環(huán)。牛頓環(huán)的干涉條紋的分布規(guī)律是什么？半徑很大的凸透鏡與平板玻璃接近平行時(shí)，空氣厚度很小。當(dāng)單色光垂直入射時(shí)，在凸透鏡下表面 與空氣的交界面同時(shí)發(fā)生反射和透射，反射光為a，透射光在平板玻璃的上表面再發(fā)生反射，反射光為b。 a 和 b 是同一束光的兩部分，因而是相干光，相遇時(shí)就發(fā)

6、生干涉。a光反射時(shí)沒(méi)有半波損失，b光反射時(shí)有半波損失。空氣的折射率n = 1,在空氣厚度為e的地方，兩列光的光程差為6 = 2e + 久/2。(2.1)明環(huán)形成的條件為6 = 2e + 久/2 = K久，(k = 1,2,3,.)(2.2a)暗環(huán)形成的條件為6 = 2e + 2 = (2k + 1)2/2，(k = 0,1,2,.) (2.2b) 干涉級(jí)次k越大，對(duì)應(yīng)的厚度E也越大，明環(huán)和暗環(huán)距離 相鄰明環(huán)或暗環(huán)之間的厚度差為A 可知：相鄰明環(huán)或暗環(huán)的厚度差相同，設(shè)凸透鏡的半徑為R光環(huán)的半徑為R,由于(2.4)R2 = R2 - (R - e)2 - 2Re,(2.4)第第k級(jí)明環(huán)的半徑為(2

7、.5a)(k = 1,2,3,.)(2.5a)第 k 級(jí)暗環(huán)的半徑為r = jkRT,(k = 0,1,2,.)(2.5b)k其中 k = 0 時(shí)的暗環(huán)半徑為零，表示中央是暗斑。 透射光和反射光是互補(bǔ)的，因此在反射光明條紋處透射光形成暗條紋，在反射光暗條紋處透射光形 成明條紋。當(dāng)平行光垂直照射時(shí)，光強(qiáng)可表示為 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 o Current Document COS2 竺=I COS2(n 2,020九將(7.4.1)式代入上式得 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document I = I cos

8、2 n(+ ),0九 2利用(7.4.4)式得r 21 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document I = I COS2n(+ )。(2.6)0R九2算法取為長(zhǎng)度單位，取I0為光強(qiáng)單位，則相對(duì)光強(qiáng)為I1(2.6*)=cos2 n(r*2 + )。(2.6*)其中 r* = r 。 clearrl=5;r=-rl: 0. 01: rl ;k, y =meshgrid(r); R=sqrt (k. 2+y. 2); i=cos (pi* (R. 2+1/2). 2 ; i (Rrl)=narL； c=linspace (0 1, 64); figuresubplot (lj 2 1);colormap(c c*0 c*0) image(i*64)axis offt