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初中物理求光的干涉相位差考点

2025-02-04 13:09:38综合其它822
  • 求光的干涉相位差

光的干涉相位差可以通过以下几种方式计算:Jwx物理好资源网(原物理ok网)

1. 两个波源的位相差:可以使用三角函数或余弦函数来计算两个波源之间的相位差。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

2. 波程差和衍射角的相位差:可以使用衍射角的公式来计算波程差和衍射角的相位差。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

3. 干涉仪测量相位差:干涉仪是一种常用的测量相位差的仪器,它可以通过测量干涉条纹的黑白条纹之间的相位差来得到光的干涉相位。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

具体来说,光的干涉相位差通常可以通过以下公式进行计算:Jwx物理好资源网(原物理ok网)

1. 对于等厚干涉(劈尖、牛顿环等),相邻干涉明纹(或暗纹)对应的薄膜层厚度差ΔL = (2n+1)λ/2,其中n为折射率,λ为光的波长。由此可以得到相位差Δφ = π/2。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

2. 对于等倾干涉,入射角为i0时,相邻干涉明纹对应的薄膜层厚度差ΔL = λ/2cos(i0),其中i0为入射角。由此可以得到相位差Δφ = π。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,光的干涉相位差的计算需要考虑到光的波长、折射率、入射角等因素的影响。Jwx物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

题目:已知相干光源S1和S2发出的两束光的频率分别为f1和f2,波长分别为$\lambda_{1}$和$\lambda_{2}$,它们在空间某点相遇并发生干涉。设它们的相位差为$\Delta\Phi$,求干涉后的光强分布。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

解:根据光的干涉原理,光强分布满足叠加原理。设光强为I的点光源发出光的光强分布为$I(r)$,则两束光的叠加光强为:Jwx物理好资源网(原物理ok网)

$I = I_{1} + I_{2} = \frac{P_{1}}{4\pi r^{2}} + \frac{P_{2}}{4\pi r^{2}}$Jwx物理好资源网(原物理ok网)

其中,$P_{1}$和$P_{2}$分别为两束光的功率,$r$为空间点到光源的距离。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

假设两束光在空间某点相遇时的相位差为$\Delta\Phi$,则有:Jwx物理好资源网(原物理ok网)

$I = I_{1} + I_{2} = \frac{P_{1}}{4\pi r^{2}} + \frac{P_{2}}{4\pi r^{2}} = \frac{P_{1}}{4\pi r^{2}} \cdot \cos^{2}\theta + \frac{P_{2}}{4\pi r^{2}} \cdot \cos^{2}\theta + 2\cdot \frac{P_{1}P_{2}}{4\pi r^{2}} \cdot \cos{\theta \cdot \sin\theta \cdot \cos\Delta\Phi}$Jwx物理好资源网(原物理ok网)

其中,$\theta$为观察点到光源的夹角。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

根据光的干涉原理,当两束光的光程差为波长的整数倍时,干涉加强;当光程差为半波长的奇数倍时,干涉减弱。因此,相位差$\Delta\Phi$可以表示为:Jwx物理好资源网(原物理ok网)

$\Delta\Phi = (2n + 1)\frac{\pi}{2}$Jwx物理好资源网(原物理ok网)

其中,$n$为整数。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

将相位差代入上式中,得到干涉后的光强分布为:Jwx物理好资源网(原物理ok网)

$I = I_{1} + I_{2} = \frac{P_{1}}{4\pi r^{2}} + \frac{P_{2}}{4\pi r^{2}} = \frac{P_{1}}{4\pi r^{2}} \cdot \cos^{2}\theta + \frac{P_{2}}{4\pi r^{2}} \cdot \cos^{2}\theta + 2\cdot \frac{P_{1}P_{2}}{4\pi r^{2}} \cdot \cos{\theta}$Jwx物理好资源网(原物理ok网)

其中,当相位差为$\Delta\Phi = (n + 1/2)\pi$时,干涉加强;当相位差为$\Delta\Phi = (n - 1/2)\pi$时,干涉减弱。因此,当相位差为$\Delta\Phi = (n + 1/4)\pi$时,干涉达到最大值;当相位差为$\Delta\Phi = (n - 3/4)\pi$时,干涉达到最小值。Jwx物理好资源网(原物理ok网)

综上所述,光的干涉相位差对于干涉后的光强分布有着重要的影响。在实际应用中,可以通过调节相位差来控制干涉效果的大小。Jwx物理好资源网(原物理ok网)


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