光学部分 17—2杨氏双缝干涉、洛埃镜、双镜 杨氏双缝干涉 杨氏简介 托马斯·杨( Thomas Young),英国物理学家、医师、考古学家,波动光学的伟大奠基人,在光学 生理光学、材料力学等方面都有重要的贡献 1)波动光学 缝千涉 八世纪前后,牛顿的“光的微粒学说”在光学研究中占统治地位。杨氏在 德国留学期间便对光的微粒说提出了怀疑。他在哥丁根的博士论文中提出了关于 声和光都具有波动性,不同颜色的光和不同频率的声都一样的观点。他认为,正 如惠更斯以前所说的那样,光是一种波动。1801年,杨氏出版了《声和光的实验 和探索概妥》一书,系统地论述了光的波动观点,向牛顿的“光的微粒学说”提 出了挑战。杨氏认为,解释强光和弱光的传播速度一样,用波动说比用微粒说更 有效。他还证明了惠更斯在冰洲石中所看到的双折射现象是正响的。 为了证实光的波动说的正确性,托马斯·杨用非常巧妙的方法得到了两个相千光源,并进行了著名的 光的干涉实验。他最初的实验方法是用强光照射小孔,以孔作为点光源,发出球而波,在离开小孔一定距 离的地方放呈另外两个小孔,它们把前一小孔发出的球面波分离成两个很小的部分作为相干光源。于是在 这两个小孔发出的光波相遇区域产生了干涉现象,在双孔后面的屏幕上得到了干涉图样 2)生理光学一一三原色原理 托马斯·杨在生理光学方面也有深入的研究。他的光学理论研究也是从这里开始的。他把光学理论应 用于医学之中,奠定了生理光学的基础。他提出了眼睛观察不同距离的物体是靠改变眼球水晶体的曲度来 调节的观点,这是最早的眼睛光学原理的解释。他还提出了人们对颜色的辨别是由于视网膜上有凡种不同 的结构,分别感受红、绿、蓝光线的假设,以此可以说明色盲的成因。他还建立了三原色原理,认为一切 色彩都是有红、绿、蓝三种原色按不同的比例混合而成的。这一原理已成为现代顔色理论的基础。 3)材料力学一一杨氏模量 托马斯·杨在材料力学方面最早提出弹性模量的概念,并认为剪应力乜是一种弹性形变。后来以他的 名字命名了弹性模量,称为杨氏模量 4)考古学一一古埃及石碑上的文字 杨氏双缝干涉实验装置 P P 杨氏双缝干涉实验装置如图所示,光源L发出的光照射到单缝S上,在单缝S的前面放置两个相距很 近的狭缝S1、S2,S到S、S2的距离很小并且相等。S1、S2是由同一光源S的同一部分发出的,满足振动 方向相同,频率相同,相位差恒定的相干条件,故S1、S2是相干光源。这样S1、S2发岀的光在空间相遇, 将会产生干涉现象。 6