光的干涉、衍射和偏振.ppt

光的干涉衍射和偏振 一 光的干涉1 双缝干涉 干涉的条件 两列相干光源 由同一光源发出的光经过两个细缝后形成两列光波叠加时会产生干涉 当这两列光波到达某点的路程差 等于光的半波长的偶数倍时 该处的光相加强 出现亮条纹 当这两列光波到达某点的路程差 等于光的半波长的奇数倍时 该处的光相减弱 出现暗条纹 相邻两条干涉条纹的间距 单色光通过单缝后 经双缝产生稳定的干涉图样 图样中相邻两条亮 暗 纹间的距离 x与双缝间的距离d 双缝到屏的距离L 单色光的波长 之间满足 实验目的 1 了解光波产生稳定的干涉现象的条件 2 观察双缝干涉图样 3 测定单色光的波长 实验器材 实验原理 双缝干涉仪 米尺 测量头 实验步骤 1 如图所示 把直径约10cm 长约1m的遮光筒水平放在光具座上 筒的一端装有双缝 另一端装有毛玻璃屏 2 取下双缝 打开光源 调节光源的高度 使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮 3 放好单缝和双缝 单缝和双缝间距离约为5cm 10cm 使缝相互平行 中心大致位于遮光筒的轴线上 这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样 4 在单缝和光源间放上滤光片 观察单色光的双缝干涉图样 6 已知双缝间的距离d 测出双缝到屏的距离L 用测量头测出相邻两条亮 暗 纹间的距离 x 由 7 换用不同颜色的滤光片 观察干涉条纹间距的变化 并求出相应色光的波长 为了减小误差 可测出n条亮 暗 间的距离a 则 5 分别改变滤光片和双缝 观察干涉图样的变化 计算单色光的波长 3 测测条纹间距 x时 用测量头测出n条亮 暗 间的距离a 再求出相邻的两条明 暗 纹间的距离 可以减小误差 注意事项 1 单缝双缝应相互平行 其中心位于遮光筒的轴线上 双缝到屏的距离应相等 2 测双缝到屏的距离L可用米尺测多次 取平均值 2 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 装置如图 双缝间的距离d 3mm 1 若测定红光的波长 应选用色的滤光片 实验时需要测定的物理量有 和 红 双缝到屏的距离L n条条纹间距a 2 若测得双缝与屏之间距离0 70m 通过测量头 与螺旋测微器原理相似 手轮转动一周 分划板前进或后退0 500mm 观察第1条亮纹的位置如图 a 所示 观察第5条亮纹的位置如图 b 所示 则可求出红光的波长 m 保留一位有效数字 7 10 7 解见下页 2 解 由读数得 则 由公式 题目 由薄膜前后表面反射的的两列光波叠加而成 例如肥皂泡及水面上的油膜呈现的彩色花纹 2 薄膜干涉 劈形薄膜干涉可产生平行相间条纹 增透膜的厚度应该是光在薄膜中波长的1 4 光的衍射现象是光离开直线路径而绕到障碍物后面的现象 产生明显衍射的条件 障碍物或孔的尺寸能和波长相比或比波长小 光的干涉条纹和光的衍射条纹的比较 光的干涉和光的衍射说明光是一种波 二 光的衍射 1 在杨氏双缝干涉实验中 如果 A 用白光作为光源 屏上将呈现黑白相间的条纹 B 用红光作为光源 屏上将呈现红黑相间的条纹 C 用红光照射一条狭缝 用紫光照射另一条狭缝 屏上将呈现彩色条纹 D 用紫光作为光源 遮住其中一条狭缝 屏上将呈现间距不等的条纹 BD 紫光作光源 遮住一条狭缝 屏上出现单缝衍射条纹 即间距不等的条纹 D对 解析 白光作杨氏双缝干涉实验 屏上将呈现彩色条纹 A错 用红光作光源 屏上将呈现红色两条纹与暗条纹 即黑条纹 相间 B对 红光和紫光频率不同 不能产生干涉条纹 C错 三 光的偏振 光的偏振说明光是横波 3 下面是四种与光有关的事实 用光导纤维传播信号 用透明的标准样板和单色平行光检查平面的平整度 一束白光通过三棱镜形成彩色光带 水面上的油膜呈现彩色 其中 与光的干涉有关的是 A B C D B 5 下列说法正确的是 A 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱 这是光的干涉的结果B 用光导纤维束传送图象信息 这是光的衍射的应用c 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹 这是光的偏振现象D 在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物 可使景像清晰 D 6 下列有关光现象的说法正确的是 A 在光的双缝干涉实验中 若仅将入射光由紫光改为红光 则条纹间距一定变大B 以相同入射角从水中射向空气 紫光能发生全反射 红光也一定能发生全反射D 拍摄玻璃橱窗内的物品时 往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 A 解见下页 解析 根据干涉条纹的间距的公式 可知 由于紫光的波长比红光的波长短 所以改为红