教科版选修34 5.1 光的干涉 课件（25张）.ppt

高中物理教科版选修3 4 第五章光的波动性 光到底是什么 这一问题已提出了有2000多年 根据已学的知识 我们对光的本性的认识是怎样的 请相互交流 如果光是一种波 那么我们可以从哪些现象上来证明 高中物理教科版选修3 4第五章光的波动性 人类对光的本性的认识过程 人类对光的本性的认识的认识中 具有代表性的有哪些 活动一 1 人类认识事物的一般过程 实验 事实 假说 实验 新事实 修正假说 2 人类对光的本性认识的主要过程 了解 a 牛顿的微粒说 17世纪 光是的物质微粒 弹性小球 在均匀介质中以一定的速度传播 能解释 光的直线传播 光的反射 光的折射 不能解释 光能同时发生反射和折射 光的独立传播 b 惠更斯的波动说 荷兰 跟牛顿同一时代 光是某种振动 以波的形式向周围传播 能解释 光的反射和折射 光的独立传播 不能解释 光的直线传播 光电效应 人类对光的本性的认识过程 人类对光的本性的认识过程 c 托马斯 杨 英 菲涅耳 法 光的干涉和衍射现象 进一步证实了光的波动性 d 麦克斯韦预言电磁波的存在 并提出光是一种电磁波 但仍不能解释随后观察到的光电效应现象 e 爱因斯坦 光子说 光子有别于微粒 现在人们公认 光具有波粒二象性 人们既然知道的波的特性 为什么一开始没有观察到光波的干涉现象呢 平常不易观察到光的干涉现象的原因 光源各部分发光的频率无法绝对一致 各部分振动的相位差不稳定 托马斯 杨是如何解决光的相干性难题的 将同一列光波一分为二 再让它们相互叠加 观察光的双缝干涉现象 你观察到的双缝干涉现象是怎样的 中央亮纹两边对称分布着明暗相间的等宽条纹 条纹跟狭缝平行 当双缝间距d 双缝屏与光屏间距l 入射光的波长 等变大时 双缝干涉的条纹将如何变化 当双缝间距d变小 双缝屏与光屏间距l 入射光的波长 等变大时 双缝干涉的条纹将变宽 认识双缝间距d 双缝屏与光屏间距l 入射光的波长 等对双缝干涉的条纹影响的理论关系 双缝间距d 双缝屏与光屏间距l 入射光的波长 等对双缝干涉的条纹影响的物理原理是什么 原理解释 先定义 d l r1 r2 s1 s2 x 强调d x很小 中央亮纹的形成 各明条纹 暗条纹形成的条件复习 对光屏上任一点p 距中点o为x 相应光程差 r1 r2 近似处理 因l d l x 则 故 r1 r2 r2 r1 dsin dtan dx l a 若 即 b 若 即 k 0 1 2 时 则为暗纹 k 0 1 2 时 则为亮纹 相邻两亮 暗 条纹间的距离 等间距 等宽 见书p85 a 在 一定时 各条纹等间距 等宽 b x 即 条纹越粗 宽 红色条纹最宽 紫色条纹最窄 测波长 式中 x为n条条纹间的总间隔 共n 1个间隔 可用 实际采用测多算少的方式 即 薄膜干涉 肥皂膜表面为何呈现彩色条纹 解释 薄膜两表面反射的光互相叠加而成的 竖立的肥皂膜在重力的作用下形成上薄下厚的楔形 当光照在薄膜上时 从膜的前后表面各反射回一列光波 这两列波即是频率相同的相干光波 由于薄膜的厚度不同 这两列光波的路程差不同 当路程差为光波波长的整数倍时 则为波峰与波峰相遇 波谷与波谷相遇 使光波的振动加强 形成亮条纹 当光波的路程差为半波长的奇数倍时 则波峰与波谷相遇 光波的振动减弱 形成暗条纹 应用一 检查精密光学平面的平整度a 明确相应的薄膜 空气膜b 相应的干涉现象 平行 等间距条纹 等厚 等倾干涉 应用二 增透膜 由能量守恒可知 入射光总强度 反射光总强度 透射光总强度 当满足增透膜厚度d 介 4时 两束反射光恰好实现波峰与波谷相叠加 实现干涉相消 使其合振幅接近于零 即反射光的总强度接近于零 从总效果上看 相当于光几乎不发生反射而透过薄膜 因而大大减少了光的反射损失 增强了透射光的强度 增透膜只对人眼或感光胶片上最敏感的绿光起增透作用 当白光 垂直 照到增透膜上 反射光中绿光产生相消干涉 使得反射光中绿光的强度几乎是零 而反射光中其他波长的光 如红光和紫光 并没有被完全抵消 因此 通过反射光观察到增透膜呈绿光的互补色 淡紫色 马路上积水的油膜呈现彩色图案 两片压紧的平板玻璃间呈现彩色条纹 各种颜色的玻璃幕墙 问题1 日常生活中为何不易看到光的干涉现象 问题2 双缝干涉实验的现象是怎样的 出现明条纹和暗条纹的条件是什么 问题3 双缝干涉实验中干涉条纹的间距跟哪些因素有关 有怎样的关系 问题4 薄膜干涉现象是如何形成的 有哪些典型的应用 问题5 为什么照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色 第一节光的干涉一 物理思想方法 一分为