高中物理《光的干涉》ppt课件

1、光的动摇性光的动摇性第一节：光的干涉第一节：光的干涉第一个问题第一个问题 光究竟是什么？光究竟是什么？17世纪构成了两种学说：世纪构成了两种学说：*微粒说微粒说-以为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀以为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀 介质中以一定的速度传播。介质中以一定的速度传播。 代表人物：牛顿英国代表人物：牛顿英国能解释能解释-光的直进景象、光的反射；不能解释光的直进景象、光的反射；不能解释-同时发生反同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰。射和折射、几束光相遇而互不干扰。动摇说动摇说-以为光是在空间传播的某种波。以为光是在空间传播的某种波。 代表人物：惠更斯荷兰代表人物：惠更

2、斯荷兰能解释能解释-同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰；同时发生反射和折射、几束光相遇而互不干扰；不能解释不能解释-光的直进景象。光的直进景象。由于早期的动摇说不能用数学作严厉的表达和分析、牛顿在由于早期的动摇说不能用数学作严厉的表达和分析、牛顿在物理界的声威，微粒说不断占上风。物理界的声威，微粒说不断占上风。 * 19世纪初，在实验中察看到光的干涉和衍射景世纪初，在实验中察看到光的干涉和衍射景象，不能用微粒说解释，因此证明了动摇说的正象，不能用微粒说解释，因此证明了动摇说的正确性。确性。是什么波？是什么波？ 19世纪世纪60年代性，麦克斯韦预言电磁波存在，年代性，麦克斯韦预言电磁波存在

3、，光也是一种电磁波，赫兹实验证明这种学说。动光也是一种电磁波，赫兹实验证明这种学说。动摇说得到了公认。摇说得到了公认。* * 19 19世纪末，发现了新景象世纪末，发现了新景象-光电效应，用动摇光电效应，用动摇 说无法解释。爱因斯坦于说无法解释。爱因斯坦于2020世纪初提出光子说，世纪初提出光子说， 以为光具有粒子性，从而解释了光电效应。以为光具有粒子性，从而解释了光电效应。这儿的粒子不这儿的粒子不同于牛顿所说同于牛顿所说的微粒。的微粒。光究竟是什么？光究竟是什么？* * 如今人们认识到：光既具有动摇性，又具有粒子性。如今人们认识到：光既具有动摇性，又具有粒子性。本章引见光的动摇性，下章要引见

4、光的量子性。本章引见光的动摇性，下章要引见光的量子性。干涉、衍射干涉、衍射是波特有的是波特有的景象！景象！第一节第一节 光的干涉光的干涉 一、双缝干涉实验安装一、双缝干涉实验安装第一节第一节 光的干涉光的干涉1、安装特点：、安装特点：双缝双缝S1、S2的间隔很的间隔很近，缝很窄近，缝很窄 2、用单色激光、用单色激光 双缝的作用：相当双缝的作用：相当于两个振动情况完全一于两个振动情况完全一样的光源，双孔的作用样的光源，双孔的作用是获得相关光源是获得相关光源 实验引见：实验引见：一、双缝干涉实验一、双缝干涉实验双缝双缝屏屏S1S2激光激光相关光不是相关光源2. 产生干涉的条件：产生干涉的条件： 由

5、振动情况完全一样的光源发出的光相互叠加，由振动情况完全一样的光源发出的光相互叠加，才干干涉景象。双缝干涉实验中，狭缝才干干涉景象。双缝干涉实验中，狭缝S1、S2相当相当于两个振动情况总是一样的波源。于两个振动情况总是一样的波源。两个独立光源发两个独立光源发出的光，不能够出的光，不能够是相关波源。是相关波源。必需是同一点光必需是同一点光源或线光源源或线光源发出的一束光分发出的一束光分成两束，才干得成两束，才干得到相关光。到相关光。第一节第一节 光的干涉光的干涉1、安装特点：、安装特点： 1双缝很近双缝很近 0.1mm 2双缝双缝S1、S2与单缝与单缝S 的间隔相等的间隔相等 2、滤色片作用：获得

6、、滤色片作用：获得单色光单色光 单缝的作用：是获得单缝的作用：是获得线光源线光源 双缝的作用：相当于双缝的作用：相当于两个振动情况完全一样的两个振动情况完全一样的光源，双孔的作用是获得光源，双孔的作用是获得相关光源相关光源 实验引见：实验引见：一、杨氏双缝干涉实验一、杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉分波面法获得相关光源单缝单缝 双缝双缝红滤色片红滤色片S1SS2屏幕屏幕普通光源分波面法分波面法 在点光源发出的光的某一波面上，取两个子在点光源发出的光的某一波面上，取两个子波源，他们发出的光可产生干涉景象，此法称为波源，他们发出的光可产生干涉景象，此法称为分波面法。如杨氏双缝干涉实验。分波面法。如杨氏

7、双缝干涉实验。pS *第三个问题：第三个问题： 双缝干涉红光实验景象分析：双缝干涉红光实验景象分析：见书本见书本P彩页彩页结论：光是一种波结论：光是一种波!单色光双缝干涉图样条纹的特点：单色光双缝干涉图样条纹的特点： 1明暗相间明暗相间 2条纹等宽等距条纹等宽等距 3条纹亮度一样条纹亮度一样 4 两缝两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹中垂线与屏幕相交位置是亮条纹-中央亮中央亮纹纹问题：问题：1为什么会出现这样的图象？为什么会出现这样的图象？ 2怎样用动摇实际进展解释？怎样用动摇实际进展解释？S1S2P=0 由于从由于从S1S2发出的光是振动发出的光是振动情况完全一样，又经过一样的路情况

8、完全一样，又经过一样的路程到达程到达P点，其中一条光传来的点，其中一条光传来的是波峰，另一条传来的也一定是是波峰，另一条传来的也一定是波峰，其中一条光传来的是波谷，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，确另一条传来的也一定是波谷，确信在信在P点激起的振动，振幅点激起的振动，振幅AA1+A2为最大，为最大，P点总是振动加点总是振动加强的地方，故应出现亮纹，这一强的地方，故应出现亮纹，这一条亮纹叫中央亮纹。条亮纹叫中央亮纹。又叫零级亮纹又叫零级亮纹P中央亮纹中央亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕 P点在点在S、S2的垂直平分线上的垂直平分线上留意：直线只表示光源到留意：直线只表示光源到

9、P的间隔，没有箭头，的间隔，没有箭头， 由于在动摇说由于在动摇说 中没有光线的概念。在动摇说中有中没有光线的概念。在动摇说中有“波长的概念。波长的概念。P1 第一亮纹第一亮纹双缝双缝S1S2屏幕屏幕S1S2P1 =双缝双缝S1S2屏幕屏幕P1 第一亮纹第一亮纹 =P 中央亮纹中央亮纹 =0P2 第二亮纹第二亮纹 =2P3 / 第三亮纹第三亮纹 =3P3 第三亮纹第三亮纹 =3P3 / 第二亮纹第二亮纹 =2P3 / 第一亮纹第一亮纹 =Q2 第二暗纹第二暗纹Q 1 第一暗纹第一暗纹Q3 第三暗第三暗纹纹Q3 / 第三暗纹第三暗纹Q2 / 第二暗纹第二暗纹Q1 / 第一暗纹第一暗纹=5/2=/2

10、=3/2=5/2=3/2=/2总结规律总结规律2 .出现加强、减弱点的条件：出现加强、减弱点的条件：路程差路程差 =k =1,2,3 ,路程差路程差 =kk = 1,2,0,亮纹亮纹暗纹暗纹lxddsin1 .路程差路程差3. 干涉条纹间距：干涉条纹间距： x=dL21k三、干涉条纹的间距与哪些要素有关三、干涉条纹的间距与哪些要素有关?1、什么是干涉条纹的间距、什么是干涉条纹的间距?双缝双缝S1S2屏幕屏幕xx 条纹间距的含义：亮条纹间距的含义：亮纹或暗纹之间的间隔总是纹或暗纹之间的间隔总是相等的，亮纹和亮纹之间相等的，亮纹和亮纹之间的间隔或暗纹和暗纹之间的间隔或暗纹和暗纹之间的间隔叫做条纹间

11、距。的间隔叫做条纹间距。 我们所说的亮纹是指我们所说的亮纹是指最亮的地方，暗纹是最暗最亮的地方，暗纹是最暗的地方，从最亮到最暗有的地方，从最亮到最暗有一个过渡，条纹间距实践一个过渡，条纹间距实践上是最亮和最亮或最暗和上是最亮和最亮或最暗和最暗之间的间隔。最暗之间的间隔。 实验：在两缝间间隔实验：在两缝间间隔d以及档以及档板和屏的间隔板和屏的间隔L一定的情况下，一定的情况下，用不同的单色光做双缝干涉用不同的单色光做双缝干涉实验。结果如右：实验。结果如右：四、波长和频率四、波长和频率 见书本彩页见书本彩页想一想：红、蓝、紫光的想一想：红、蓝、紫光的波长大小是什么关系？波长大小是什么关系？1. 红光

12、的波长最长，红光的波长最长， 紫光的波长最短。紫光的波长最短。 白光的干涉图样是什么样？白光的干涉图样是什么样？白光的干涉图样是彩色的白光的干涉图样是彩色的零级亮纹中央是白色的。零级亮纹中央是白色的。见书本彩页。见书本彩页。2、波长越长频率越小，波长越短频率越大。、波长越长频率越小，波长越短频率越大。 波长和频率的乘积等于波速：波长和频率的乘积等于波速：v=f 不同的色光在真空中的传播速度一样。所以：不同的色光在真空中的传播速度一样。所以： 波长越长频率越小，波长越短频率越大。波长越长频率越小，波长越短频率越大。光的光的颜色颜色波长波长(nm)频率频率 f(1014Hz)光的光的颜色颜色波长波

13、长(nm)频率频率 f(1014Hz)红红7706203.94.8绿绿5804905.26.1橙橙6206004.85.0蓝靛蓝靛4904506.16.7黄黄6005805.05.2紫紫4504006.77.51nm=10-9m 1、在真空中波长为、在真空中波长为610-7 m的是黄光，波长为的是黄光，波长为410-7 m的是的是紫光，现有一束频率为紫光，现有一束频率为51014HZ的单色光，它在折射率的单色光，它在折射率n=1.5的的无色透明玻璃中的波长是多少？它在玻璃中呈什么颜色？无色透明玻璃中的波长是多少？它在玻璃中呈什么颜色？解：该色光在真空中的波长解：该色光在真空中的波长是黄光是黄光

14、该色光在真空中为黄光，进入玻璃后频率不变，因此仍为黄光。该色光在真空中为黄光，进入玻璃后频率不变，因此仍为黄光。例题例题60001061051037148mmvc10-10 m 可得在玻璃中的波长为可得在玻璃中的波长为= 4000 n10-10 m 由由ffvcn解：解：2. 在杨氏干涉实验中，假设知两狭缝间距为在杨氏干涉实验中，假设知两狭缝间距为1mm，双缝到屏的，双缝到屏的 间隔为间隔为20cm，屏上得到的干涉图样如图，请根据图中的丈量，屏上得到的干涉图样如图，请根据图中的丈量 数据。求出该单色光的波长和频率。数据。求出该单色光的波长和频率。 由由 dlx D Dcmcmx D D1 .

15、055 . 0 cmcmxld51052001 . 01 . 0,D=510-7m214278106105103HHcvf练习练习1、关于光的干涉，以下说法中正确的选项是、关于光的干涉，以下说法中正确的选项是 A、两列不同颜色的光不能够发生干涉、两列不同颜色的光不能够发生干涉 B、两列强度不同的光不能够发生干涉、两列强度不同的光不能够发生干涉 C、两列强度不同的光能够发生干涉、两列强度不同的光能够发生干涉 D、两列颜色一样的光不能够发生干涉、两列颜色一样的光不能够发生干涉 A C2、用白光做双缝干涉实验时，察看到的干涉图样中、用白光做双缝干涉实验时，察看到的干涉图样中 央为白色明纹，两侧出现彩

16、色的条纹。这是由于：央为白色明纹，两侧出现彩色的条纹。这是由于： A、各种色光的波长不同、各种色光的波长不同 B、各种色光的传播速度不同、各种色光的传播速度不同 C、各种色光的色散不同、各种色光的色散不同 D、各种色光的温度不同、各种色光的温度不同A3、在双缝干涉实验中，要增大相邻两条明纹的间距，需求：、在双缝干涉实验中，要增大相邻两条明纹的间距，需求： A、增大入射光的频率、增大入射光的频率 B、增大入射光的强度、增大入射光的强度 C、减小入射光的频率、减小入射光的频率 D、减小入射光的强度、减小入射光的强度 CC4、在双缝干涉实验中，当用波长为、在双缝干涉实验中，当用波长为1的单色光照射时，观的单色光照射时，观 察到屏上察到屏上P点处恰为从光屏中心点处恰为从光屏中心O点数起第三条亮纹，当点数起第三