河北省邢台市高中物理 第十三章 光 13.3 光的干涉课件 新人教版选修34.ppt

光的干涉 干涉现象是波特有的现象 光如果是一种波 我们就必然会观察到光的干涉现象 光有干涉现象吗 英国医生和物理学家 对物理学的贡献 除了提出 能 的概念 1807年 和杨氏弹性系数之外 最大的成就就是1801提出光的干涉理论 杨氏双缝干涉实验 最先在实验室里观察到光的干涉现象的科学家是英国物理学家托马斯 杨 让一束光通过小孔射到第二个屏的两个小孔上 两孔相距0 1mm 且与前一个小孔的距离相等 如果光是传播某种振动的波 这两个小孔就成了两个振动情况完全相同的波源 它们发出的波在屏上叠加 就会出现干涉现象 产生干涉的条件 必须是两个振动情况相同的光源 是相干光源 条纹间距 x l d l 两缝到屏的距离d 两缝之间的距离 光的波长 1801年 托马斯 杨在实验室里成功的观察到了光的干涉 一 杨氏干涉实验 产生相干光源的方法 将一束光分为两束 利用激光 激光束 双缝 屏 屏上看到明暗相间的条纹 结论 光的确是一种波 单色激光束 屏 等间距 双缝干涉图样 图样有何特征 s1 s2 亮条纹的中心线 亮条纹的中心线 双缝 中央亮条纹 明暗相间 s1 s2 p1 p p1 p r p1s2 p1s1 r 光程差 p2 p2 相干波源 s1 s2 距离屏幕的中心越远路程差越大 能产生干涉的两个光源 二 决定条纹间距的条件 亮条纹 亮条纹 探究2 出现明暗相间条纹的条件 s1 s2 0 中央亮纹 由于从s1s2发出的光是振动情况完全相同 又经过相同的路程到达p点 其中一条光传来的是波峰 另一条传来的也一定是波峰 其中一 双缝 s1 s2 屏幕 条光传来的是波谷 另一条传来的也一定是波谷 在p点激起的振动总是波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇 振幅a a1 a2为最大 p点总是振动加强的地方 故应出现亮纹 这一条亮纹叫中央亮纹 第一亮纹 双缝 s1 s2 屏幕 取p点上方的点p1 从s1s2发出的光到p1点的光程差就不同 若这个光程差正好等于波长的整数倍 比如 s1 s2 出现第一条亮纹 p2 第二亮纹 双缝 s1 s2 屏幕 屏上p1点的上方还可以找到 s1 s2 2 的p2点出现第二条亮纹 2 p3 第三亮纹 双缝 s1 s2 屏幕 屏上p1点的上方还可以找到 s1 s2 4 的p2点 s1 s2 5 的p3点 等处的第四条 第五条 亮纹 在中央明纹p的下方可找到 s1 s2 的p1 点 s1 s2 2 的p2 点 s1 s2 3 的p3 点等处与中央明纹为对称的第一 第二 第三 第n条亮纹 3 双缝 s1 s2 屏幕 暗条纹 探究2 出现明暗相间条纹的条件 s1 s2 q1 第一暗纹 双缝 s1 s2 屏幕 s1 s2 p1 取p点上方的点q1 与两个狭缝s1 s2路程差 s1 s2 2 其中一条光传来的是波峰 另一条传来的就是波谷 其中一条光传来的是波谷 另一条传来的一定是波峰 q1点激起的振动总是波峰与波谷相遇 振幅最小 q1点总是振动减弱的地方 故应出现暗纹 2 2 p中央亮纹 q2 第二暗纹 双缝 s1 s2 屏幕 屏上q1点的上方还可以找到 s1 s2 3 2的q2点出现第二条暗纹 同样可以找到第三条暗纹q3 在中央明纹下方也可以找到对称的q1 q2 q3 等暗纹 3 2 q1 第一暗纹 p中央亮纹 双缝 s1 s2 屏幕 1 空间的某点距离光源s1和s2的路程差为0 1 2 3 等波长的整数倍 半波长的偶数倍 时 该点为振动加强点 2 空间的某点距离光源s1和s2的路程差为 2 3 2 5 2 等半波长的奇数倍时 该点为振动减弱点 总结规律 思考 若用绿光在同样的装置中做双缝干涉实验 会得到什么图样呢 不同单色光的双缝图样干涉比较 从两张照片中可以看出 红光的条纹间距 宽度 比绿光大 那么 不同单色光的干涉条纹的间距 宽度 与哪些因素有关 提出问题 由于l远远大于d l远远大于x 1 条纹间距的含义 相邻的亮纹或暗纹之间的距离总是相等的 相邻的亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距 四 单色光的双缝间距或宽度与波长的关系 观察不同单色光的双缝干涉条纹的情况 说说你的思考 红光波长最大 紫光波长最小 五 光的波长的测定 五 进一步研究 不同的色光在真空中的传播速度相同 波长和频率的乘积等于波速 v f 波长越长频率越小 波长越短频率越大 1nm 10 9m 七种单色光的综合性质对比一览表 思考4 七种单色光在同一种装置中的双缝干涉条纹间距是从大到小的 但它们在双缝正对的像屏的中央p处附近均为亮条纹还是暗条纹 拓展1 若用白光在同样的装置中做双缝干涉实验 其干涉图样是什么条纹 拓展2 分析说明用白光做杨氏双缝实验时 中央亮纹的边缘是什么颜色 拓展3 分析说明用白光做杨氏双缝实验时 离中央最近的一条亮纹是什么颜色 红 紫 白光 蓝光 红光 1 光的干涉 由两束振动情况完全相同的光在空间相互叠加 在一些地方相互加强 在另一些地方相互削弱的现象 叫做光的干涉 干涉条纹特点 1 明暗条纹间距相同 2 红光条纹间距最大 紫光条纹间距最小 3 白光干涉条纹为彩色条纹 结论 由同一光源发出的光经两狭缝后形成两列光波叠加产生干涉 当这两列光波到达某点的路程差为波长的整数倍时 该处的光互相加强 出现亮条纹 当到达某点的路程差为半波长奇数倍时 该点光互相消弱 出现暗条纹 用白光作双缝干涉实验时 屏的中央是白色亮纹 两边是彩色条纹 离中央白色亮纹最近的是紫色亮纹 例题 在双缝干涉实验中 双缝到光屏上p点的距离之差0 6 m 若分别用频率为f1 5 0 1014hz和f2 7 5 1014hz的单色光垂直照射双缝 则p点出现明 暗条纹的情况是 a 单色光f1和f2分别照射时 均出现明条纹b 单色光f1和f2分别照射时 均出现暗条纹c 单色光f1照射时出现明条纹 单色光f2照射时出