黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理《13.4 实验》课件 新人教版选修34.ppt

thomasyoung 1773 1829 英国物理学家 考古学家 医生 光的波动说奠基人之一 杨氏双缝干涉实验是最早利用单一光源 通过分波阵面法获得干涉现象的典型实验 11 2双缝干涉 一杨氏双缝干涉实验 1801 11 2杨氏双缝干涉 一 光的干涉现象 杨氏干涉实验 1 装置特点 1 双缝很近0 1mm 2 双缝s1 s2与单缝s的距离相等 2 装置 要用单色光 单孔的作用 是获得点光源 双孔的作用 相当于两个振动情况完全相同的光源 双孔的作用是获得相干光源 3 干涉图样的特点 1 形成明暗相间的条纹 2 亮纹间等距 暗纹间等距 3 两缝s1 s2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹 中央亮纹提出问题 1 为什么会出现这样的图象 2 怎样用波动理论进行解释 复习 1 两列波在波峰和波峰相遇或波谷与波谷相遇时振幅变大 说明此点为振动加强点 2 两列波在波峰和波谷相遇时振幅变小 说明此点为振动减弱点 二 运用光的波动理论进行分析 3 对光发生干涉时若光互相加强 出现亮条纹若光互相削弱 出现暗条纹 实验示意图 11 2杨氏双缝干涉 2理论计算 二列波干涉加强和减弱的条件 波程差条件 加强 11 2杨氏双缝干涉 减弱 1 条纹间距 一系列平行的明暗相间的等间距条纹 各级明暗纹在中央明纹两侧对称分布 2 条纹特点 x 0处 k 0 中央明纹 11 2杨氏双缝干涉 其它地方的亮度介于最明和最暗之间 3 实验的改进 指出用狭缝代替小孔 可以得到同样清晰 但明亮得多的干涉条纹 用氦氖激光器发出的激光演示双缝干涉实验 4 实验演示 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 其中一条光传来的是波谷 另一条传来的也一定是波谷 确信在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 双缝 s1 s2 屏幕 第一亮纹 双缝 s1 s2 屏幕 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 半波长的奇数倍 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 表达式 亮纹 光程差 k k 0 1 2 等 暗纹 光程差 2k 1 2 k 1 2 3 等 结论 双缝 s1 s2 屏幕 三 干涉条纹的间距与哪些因素有关 1 什么是干涉条纹的间距 条纹间距的含义 亮纹或暗纹之间的距离总是相等的 亮纹和亮纹之间的距离或暗纹和暗纹之间的距离叫做条纹间距 我们所说的亮纹是指最亮的地方 暗纹是最暗的地方 从最亮到最暗有一个过渡 条纹间距实际上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的距离 1 条纹间距与的关系如何 讨论 11 2杨氏双缝干涉 2 若变化 则将怎样变化 11 2杨氏双缝干涉 双缝 s1 s2 屏幕 重做干涉实验 并定性寻找规律 d 不变 只改变屏与缝之间的距离l l越大 条纹间距越大 l 不变 只改变双缝距离d d越小 条纹间距越大 2 干涉条纹的间距与哪些因素有关 在狭缝间的距离 狭缝与屏的距离都不变的条件下 用不同颜色的光做实验 条纹间的距离是不同的 红光的条纹间距最大 紫光的条纹间距最小 1 红光的波长最长 紫光的波长最短 x 红光的波长最长 紫光的波长最短 波长和频率的乘积等于波速 不同色的光在真空中的传播速度相同 所以 波长越长频率越小 波长越短频率越大 2 波长越长频率越小 波长越短频率越大 3 光的颜色由频率决定各色光在真空中的波长和频率的范围见下表 白光的干涉图样是什么样 明暗相间的彩色条纹 中央为白色亮条纹 干涉条纹是以中央亮纹为对称点排列的 在每条彩色亮纹中红光总是在外缘 紫光在内线 学生实验 观察白炽灯光的干涉 杨氏双缝实验中用白光照射时中央明纹为什么色 白色 思考 11 2杨氏双缝干涉 两侧呢 彩色条纹 中央明纹两侧出现彩色条纹 最靠近中