🔦光的干涉中的近似
2025-6-11
| 2025-7-1
字数 1190阅读时长 3 分钟
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人教版选择性必修第一册 P97:
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角度 的近似

在国家中小学智慧教育平台的网课中, 被认为等于角度 ,所以才能推出:
但是根据三角形全等或相似,都无法证明 。个人认为可这样近似推导:
,则 。上图中并未标出 的位置。
中,
 

三重近似推导

,则 。上图中并未标出 的位置。
中,
一重近似:
二重近似:
三重近似:
综上:
 

求解一元二次方程推导

当光程差 等于光波波长 的整数倍时,两列波在 点同相加强,出现亮条纹,
移项:
两边同时平方:
整理并把带根号的项单独放在右侧:
两边再取平方得到关于 的一元二次方程仅含二次型和常数项:
得到:
以下为近似,当 的绝对值不是很大的时候:(偏离屏幕中心越远、近似公式误差越大;但是在教材推导的假设中不能体现这一点)
  1. 值不是很大时,在屏幕中心附近的适当范围内:
  1. 分母:因为 ,所以
  1. 分子:因为 ,所以
所以:
 

平方差推导

由于 ,因此
所以 ,即:
当光程差 等于光波波长 的整数倍时,两列波在 点同相加强,出现亮条纹,
所以
当光程差 等于光波半波长 的奇数数倍时,两列波在 点反相减弱,出现暗条纹,
所以
根据计算 两式可知:相邻两条明条纹(或暗条纹)间距均为 ,而 都为定值,所以屏上的干涉条纹是等间距的。
在双缝干涉实验中若入射光为白光,则中央明条纹(白色)的两侧出现彩色条纹,且靠近中央明条纹的是紫光。
另外在研究双缝干涉现象时,一般不称呼明条纹和暗条纹它们的宽度是多少,这是因为从光的能量角度讲,从明条纹到暗条纹衔接处,是连续变化的,没有分界线。
 

Reference

 

PS

本文章借助 商量 完成。
  • physics
  • Process Flowchart During My Internship从实验室聚餐到婚礼吃席
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