高中物理光的干涉新课程选修3.ppt

2 光的干涉 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 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 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 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 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 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 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照射时出现暗条纹d 单色光f1照射时出现暗条纹 单色光f2照射时出现明条纹 解析 如图 双缝s1 s2