第二十章 光的波动性光的干涉.ppt

第二十一章光的波动性 光的干涉 光到底是什么 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说 光具有粒子性 这里的光子完全不同于牛顿所说的 微粒 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 光的干涉 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 单击画面观看录像 光的干涉 光的干涉 双缝干涉 激光束 双缝 屏 屏上看到明暗相间的条纹 光的干涉 双缝干涉 s1 s2 p1 p p1 p d p1s2 p1s1 d 光程差 p2 p2 相干波源 s1 s2 p2s2 p2s1 d 距离屏幕的中心越远路程差越大 光的干涉 双缝干涉 1 两个独立的光源发出的光不是相干光 双缝干涉的装置使一束光通过双缝后变为两束相干光 在光屏上形成稳定的干涉条纹 2 在双缝干涉实验中 光屏上某点到双缝的路程差为半波长的偶数倍时 该点出现亮条纹 光屏上某点到双缝的路程差为半波长的奇数倍时 该点出现暗条纹 光的干涉 双缝干涉 如图所示的双缝实验中 屏离开挡板越远 条纹间的距离越大 另一方面 实验所用光波的波长越大 条纹间的距离也越大 这是为什么 思考 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 光的干涉 双缝干涉 我们知道 波速等于波长和频率的乘积 这个关系对一切波都是适用的 不同的色光在真空中的传播速度相同 所以波长不同的色光 它们的频率也不同 波长越长 频率越小 波长越短 频率越大 各色光在真空中的频率的范围见下表 光的干涉 双缝干涉 光的干涉 双缝干涉 例题1 关于光的波动性下列现象中说明光具有波动性的是 a 光的干涉b 光的衍射c 光的反射d 光电效应 典型例题 答案 a b 光的干涉 双缝干涉 例题2 关于相干光的条件两只相同的灯泡发出的光束相遇 发生干涉现象 填 能 或 不能 典型例题 答案 不能 光的干涉 双缝干涉 例题3 关于单色光的干涉条纹用单色光做双缝干涉实验时 屏上出现明暗相间的干涉条纹 屏上某处到两狭键的距离之差满足 时 该处出现亮条纹 屏上某处到两缝的距离之差满足 时 该处出现暗条纹 典型例题 半波长的偶数倍 半波长的奇数倍 光的干涉 双缝干涉 例题4 关于白光的干涉条纹用白光做双缝干涉实验时 得到彩色的干涉条纹 下列正确的说法是 a 干涉图样的中央亮纹是白色的 b 在靠近中央亮纹两侧最先出现的是红色条纹 c 在靠近中央亮纹两侧最先出现的是紫色条纹 d 在靠近中央亮纹两侧最先出现的彩色条纹的颜色与双缝间距离有关 典型例题 答案 a c 光的干涉 双缝干涉 例题5 关于白光的双缝干涉实验在双缝干涉实验中 以白光为光源 在屏上观察到彩色干涉条纹 若在双缝中的一缝前放一红色滤光片只能透过红光 另一缝前放一绿色滤光片 只能透过绿光 这时 a 只有红色和绿色的干涉条纹 其它颜色的双缝干涉条纹消失 b 红色和绿色的干涉条纹消失 其它颜色的干涉条纹仍然存在 c 任何颜色的干涉条纹都不存在 但屏上