杨氏双缝干涉实验中引入偏振片的教学思考及分析THE TEACHING REFLECTION AND ANALYSIS ON INTRODUCING POLARIZERS IN THE YOUNG'S DOUBLE-SLIT INTERFERENCE EXPERIMENT
李智强,高云,王伟宇,李磊,闫明宝,范琦
摘要(Abstract):
将偏振片引入杨氏双缝干涉实验,并讨论不同组合时干涉条纹的规律,是一道很有意义的习题,然而,常见的解答——“无固定相位差”,对问题的本质认识不够深入。本文运用马吕斯定律和波的叠加原理,计算了叠加后的衬比度。定量计算表明,在杨氏双缝干涉实验中,引入三个偏振片时,没有干涉条纹的物理实质是存在投影相位差,并且指出,在这一问题中,投影相位差是干涉条纹存在与否的决定性因素。文章物理图像直观,适合在课堂教学中运用,清晰地展示投影相位差的作用,也有助于学生对光源发光机理、干涉、偏振的概念以及偏振光干涉的深入理解与运用。
关键词(KeyWords): 杨氏双缝干涉实验;偏振片;马吕斯定律;叠加原理;衬比度;投影相位差
基金项目(Foundation):
作者(Author): 李智强,高云,王伟宇,李磊,闫明宝,范琦
参考文献(References):
- [1] 赵凯华,钟锡华.光学[M].北京:北京大学出版社,2017:125-130,413.
- [2] 赵凯华.新概念物理教程:光学[M].北京:高等教育出版社,2004:332.
- [3] 吴强,郭光灿.光学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1996:341-32.
- [4] 张永德.物理学大题典光学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2005:232-235.
- [5] 赵凯华,罗蔚茵,王笑君.新概念物理题解:下册[M].北京:高等教育出版社,2009:167-168.
- [6] 刘金江,托和罗·路.对杨氏装置中偏振光干涉问题的探讨[J].长春邮电学院学报,1989,7(2):40-45.LIU J J,TUOHELUO L.A discussion of the interference of polarized light in the Young's device[J].J.of Changchun Posts and Telecom Mun.Inst.,1989,7(2):40-45.(in Chinese)
- [7] 孙慕渊,程正则.用杨氏实验装置产生线偏振光的干涉[J].咸宁师专学报,1998,18(3):30-31.SUN M Y,CHENG Z Z.Investigating the interference of linearly polarized light using the Yang's experimental setup[J].Journal of Hubei University of Science and Technology,1998,18(3):30-31.(in Chinese)
- [8] 李祥.在杨氏双缝干涉装置中引入偏振片的几点讨论[J].阿坝师范高等专科学校学报,2005,22(3):100-101.LI X.Discourse of the introduction of polaroid into Young's double-slit interfering device[J].Journal of Aba Teachers College,2005,22(3):100-101.(in Chinese)
- [9] 谢亮,赵小青.偏振片对杨氏双缝干涉实验影响的形象化解释[J].课程教育研究,2015,13:214-215.XIE L,ZHAO X Q.Visualization of the impact of polarizers on the Young's double-slit interference experiment[J].Course Education Research,2015,13:214-215.(in Chinese)
- [10] 蔡履中.偏振光的杨氏干涉[J].大学物理,2007,26(6):1-4.CAI L Z.Young's interference experiment of polarized light[J].College Physics,2007,26(6):1-4.(in Chinese)