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[理化生]第三章干涉(編輯修改稿)

2026-03-20 12:53 本頁面

　

【文章內容簡介】對于觀察點光程差有一個改變量： 20 22)( ??????????cvlLLd在旋轉中應該觀察到干涉條紋的移動。光源為鈉黃光， ?=590nm，地球公轉和自轉的速度估計為 v=30km/s，臂長 l=11m，可以推算條紋移動 ?N=。但是沒有觀察到條紋移動。零的結果最終導致人們放棄了伽利略變換，尋求與相對性原理和麥克斯韋電磁理論和諧統一的新時空變化，產生了狹義相對論。 ?d Ndn ???? )1(2解：例（ 1）邁克爾遜干涉儀可用來測量單色光波，當M2移動距離時，測得單色光的干涉條紋移過 N＝ 1024條，試求單色光的波長。（ 2）在M2前，插一透明薄片 n＝，可觀察到 150條干涉條紋向一方移動，所用單色光的波長 ?=5000A，求薄片厚度。 md ??2)1(?Nd ???oANd 6 2 8 91 0 2 4103 2 3 ??????? ??(2) 設厚度為 d mnNd )1(2?????? ?例 2：邁克爾遜干涉儀兩臂中分別加入 20cm長的玻璃管，一個抽成真空，一個充以一個大氣壓的氬氣，今以汞光線（ ?=546nm）入射干涉儀，如將氬氣抽出，發現干涉儀中條紋移動了 205條，求氬氣的折射率。 E S M1 M2 G1 G2 L 2 ( 1 )n l N ???1 / 2n k l?? ? ?72 0 5 5 . 4 6 1 02 0 . 2 0???? ?解： 30 . 2 8 1 0 ???1 . 0 0 0 2 8n ?llNd???光源的非單色性對干涉條紋的影響 1. 準單色光及單色線寬 1)、理想的單色光 ? 、 ? 2）準單色光、譜線寬度譜線寬度 (單色線寬）：強度降為峰值一半時的波長間隔 d?(或頻率間隔 d?）準單色光：在某個中心波長（頻率）附近有一定波長（頻率）范圍的光。 ?? ? 0 ? 0 I I0 譜線寬度 20I?0=5461197。 ?1=5890197。 ?2=5896197。若 d?/?1，則稱這種光為準單色光。（ ?為中心波長） o ? I(a)白熾燈 d? ? 0 I I0 譜線寬度 20I(b)汞燈綠光可見光 ?0=6328197。 (c)鈉雙黃線 o ? I0I20IIo ? (d)HeNe激光 0I20I3）單色光： λ—dλ （ 1） dλ:10 埃單色性較差。（ 2） dλ:10 2埃單色性較好。（ 3） dλ:10 5埃單色性極好 4 ) 單色線寬（ d?或 d? ）的來源因為光源的發光過程在時間上是斷續的，即原子每次持續發光的時間只有 dt，其波列長度為 tcl d?E t o dt T ? l E t o 由傅立葉分析：光波的這種振動可以看成是許多頻率的嚴格單色振動的疊加。這些光的頻率連續分布在中心頻率 ?＝ 1/T的兩側 I?0I20Id?I?0I20Id?計算表明： d?與 1/dt有相同的數量級，即： d?～ 1/dt 或 d? 1/dt≈1 又 ∵ ?＝ c/? 取微分可得 ?d??d? ?d??d?d2???? ctcl ?為真空中波長，波列也為真空中長度 l稱為相干長度， dt稱為相干時間。若 dt→∞ ，則 l→∞ ，為絕對單色光例： st 810 ??d 則 mtcl 3

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