双缝干涉公式怎么推导?

2025-02-05 18:11:33
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回答1:

设定双缝S1、S2的间距为d,双缝所在平面与光屏P平行。双缝与屏之间的垂直距离为L,我们在屏上任取一点P1,设定点P1与双缝S1、S2的距离分别为r1和r2,O为双缝S1、S2的中点,双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,设P1与P0的距离为x,为了获得明显的干涉条纹,在通常情况下L>>d,在这种情况下由双缝S1、S2发出的光到达屏上P1点的光程差Δr为 

S2M=r2-r1≈dsinθ,        (1) 

其中θ也是OP0与OP1所成的角。 因为d<

sinθ≈tanθ=xL                   (2) 

因此Δr≈dsinθ≈dxL

 当Δr≈dxL=±kλ时,屏上表现为明条纹,其中k=0,1,2,……,    (3) 

当Δr≈dxL =±(k+12 )λ时,屏上表现为暗条纹,其中是k=0,1,2,……。    (3′) 

我们继续算得光屏上明条纹和暗条纹的中心位置。 

当x=±kLd λ时,屏上表现为明条纹,其中k=0,1,2,…。    (4) 

当x=±(k+12 )Ld λ时,屏上表现为暗条纹,其中k=0,1,2,…。    (4′) 

我们还可以算出相邻明条纹(或者暗条纹)中心问的距离为 Δx=xk+1-xk=Ldλ  (5) 

至此我们得出结论:杨氏双缝干涉条纹是等间距的。 

此式近似成立的条件是∠S1P1S2很小,因此有S1M⊥S2P1,S1M⊥OP1,因此∠P0OP1=∠S2S1M,如果要保证∠S1P1S2很小,只要满足d<

第2次近似是因为d<

原理图如下:

回答2:

设定双缝S1、S2的间距为d,双缝所在平面与光屏P平行。双缝与屏之间的垂直距离为L,我们在屏上任取一点P1,设定点P1与双缝S1、S2的距离分别为r1和r2,O为双缝S1、S2的中点,双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,设P1与P0的距离为x,为了获得明显的干涉条纹,在通常情况下L>>d,在这种情况下由双缝S1、S2发出的光到达屏上P1点的光程差Δr为 
S2M=r2-r1≈dsinθ,
 
 
 
 (1) 
其中θ也是OP0与OP1所成的角。
因为d<sinθ≈tanθ=xL
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(2) 
因此Δr≈dsinθ≈dxL
 当Δr≈dxL=±kλ时,屏上表现为明条纹,其中k=0,1,2,……,
 
 (3) 
当Δr≈dxL
=±(k+12
)λ时,屏上表现为暗条纹,其中是k=0,1,2,……。
 
 (3′) 
我们继续算得光屏上明条纹和暗条纹的中心位置。 
当x=±kLd
λ时,屏上表现为明条纹,其中k=0,1,2,…。
 
 (4) 
当x=±(k+12
)Ld
λ时,屏上表现为暗条纹,其中k=0,1,2,…。
 
 (4′) 
我们还可以算出相邻明条纹(或者暗条纹)中心问的距离为
Δx=xk+1-xk=Ldλ
 (5) 
至此我们得出结论:杨氏双缝干涉条纹是等间距的。 
此式近似成立的条件是∠S1P1S2很小,因此有S1M⊥S2P1,S1M⊥OP1,因此∠P0OP1=∠S2S1M,如果要保证∠S1P1S2很小,只要满足d<第2次近似是因为d<原理图如下:

回答3:

光程差等于波长的整数倍就是干涉极大点,再加上三角形的一些小角度近似

也有人说用叠加……………………

估计我只能帮这么多了,汗………………………………从别人那查的