物理：《光的干涉》.ppt

光的干涉 光的直线传播 彩虹 干涉现象是波动独有的特征 如果光真的是一种波 就必然会观察到光的干涉现象 1801年 英国物理学家托马斯 杨 1773 1829 在实验室里成功的观察到了光的干涉 单色激光束 屏 中央亮条纹明暗相间等间距 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 光屏上何处出现亮条纹 何处出现暗条纹 讨论 S1 S2 P1 S P1S2 P1S1 S 光程差 双缝干涉图样分析 亮条纹 暗条纹 单色激光束 1 出现亮条纹和暗条纹的条件 n 0 1 2 3 n 0 1 2 3 双缝 S1 S2 屏幕 双缝 S1 S2 屏幕 不同单色光的双缝图样干涉比较 探究 相邻两条亮条纹 或暗条纹 的间距 x与什么有关 亮条纹的中心线 探究1 d减小 其他条件不变 X如何变化 探究2 L增大 其他条件不变 X如何变化 探究3 波长增大 其他条件不变 X如何变化 亮 亮 亮 亮 结论 双缝的间距d越小 屏到挡板间的距离L越大 光的波长 越大则相邻两条亮条纹 或暗条纹 的间距 x越大 理论上可以证明 相干波源 如果两个光源发出的光能够产生干涉 这样的两个光源叫做相干光源 上一章学过 两列波要产生干涉 它们的频率必须相同 而且相位差要保持不变 只有这样 一旦它们在空间某点产生的震动相互加强 才会一直是相互加强的关系 否则不可能出现干涉现象 室内的白炽灯是各种独立的光源 不符合产生干涉的条件 所以房间里的两盏灯发出的光不会发生干涉 红光波长最大 紫光波长最小 光的波长的测定 练习 1 用两个红灯照射白墙 在墙上会看到 A明暗相间的条纹B彩色条纹C一片红光D晃动的条纹 C 2 在双缝干涉实验中 双缝到光屏上P点的距离之差 s 0 6 m 若分别用频率为f1 5 0 1014Hz和频率为f2 7 5 1014Hz的单色光垂直照射双缝隙 则P点出现条纹的情况是以下哪种 A 用频率f1的单色光照射时 P点出现明条纹B 用频率f2的单色光照射时 P点出现明条纹C 用频率f1的单色光照射时 P点出现暗条纹D 用频率f2的单色光照射时 P点出现暗条纹 AD C 3 如图所示 用单色光做双缝干涉实验 P处为第二亮条纹 改用频率较高的单色光重做实验 其他条件不变时 则第二亮条纹的位置 A仍在P处B在P点的上方C在P点的下方D将不存在亮条纹 各种光的不同颜色 实际反映了它们不同的波长 或频率 用白光做双缝干涉实验 由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同 在屏上会出现彩色条纹 白光干涉 不同颜色的光 波长不同白光双缝干涉条纹特点 彩色条纹中央明条纹是白色的 让一束光经薄膜的两个表面反射后 形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉 薄膜干涉 干涉条纹形成的原因 竖立的肥皂薄膜在重力作用下形成了上薄下厚的楔形 当酒精灯的火焰照射到薄膜上时 分别从膜的前表面和后表面反射的两列光波 它们频率相同 方向一致 能产生干涉 在薄膜的某些地方 两列光波反射回来时 恰是波峰和波峰叠加 波谷和波谷叠加 使光波的振动加强 形成亮条纹 而在另一些地方 两列光波的波峰和波谷叠加 使光波的振动互相抵消 形成暗条纹 不同单色光的薄膜干涉条纹 可见 波长 越长 干涉条纹越宽 1 在薄膜干涉中 前 后表面反射光的路程差由膜的厚度决定 所以薄膜干涉中同一明条纹 暗条纹 应出现在膜的厚度相等的地方 由于光波波长极短 所以微薄膜干涉时 介质膜应足够薄 才能观