《光的干涉》PPT学习教案

1、会计学1光的干涉光的干涉1 1、两列机械波（如声波、水波）发、两列机械波（如声波、水波）发生干涉的条件是什么？生干涉的条件是什么？2 2、两列波、两列波( (振动情况步调相同）干涉振动情况步调相同）干涉时，振动最强的点和振动最弱的点条时，振动最强的点和振动最弱的点条件是什么？件是什么？210,1,2,rrkk，21210,1,2,2rrkk，第1页/共31页一、双缝干涉一、双缝干涉1 1、实验装置、实验装置相干光源：相干光源：把点光源发出的一束光分成把点光源发出的一束光分成两束，能保证它们具有两束，能保证它们具有相同相同的频率的频率和和恒定的相位差恒定的相位差。杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验

2、第2页/共31页第3页/共31页2、单色光的双缝干涉的实验现象：、单色光的双缝干涉的实验现象：1 1、等宽度、等间距、等亮度的明暗条纹。、等宽度、等间距、等亮度的明暗条纹。2 2、波峰与波峰波峰与波峰、波谷与波谷波谷与波谷叠加的区域叠加的区域振动最强，即出现振动最强，即出现明条纹明条纹。波峰与波谷波峰与波谷叠加的区域振动最弱，即出现叠加的区域振动最弱，即出现暗条纹暗条纹。210,1,2,rrkk，明条纹21210,1,2,2rrkk，暗条纹第4页/共31页思考：若用蓝光在同样的思考：若用蓝光在同样的装置中做双缝干涉实验，装置中做双缝干涉实验，会得到什么图样呢？会得到什么图样呢？第5页/共31页

3、 从两张照片中可以看出：从两张照片中可以看出：红光的条纹间距（红光的条纹间距（宽度）比蓝光大宽度）比蓝光大，那么，不同单色光的干涉条纹，那么，不同单色光的干涉条纹的间距（宽度）与哪些因素有关的间距（宽度）与哪些因素有关? ? 第6页/共31页三、双缝干涉的条纹间距三、双缝干涉的条纹间距1、相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离、相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离dLx 这说明了相邻亮（或暗）条纹的间距相等这说明了相邻亮（或暗）条纹的间距相等第7页/共31页三、双缝干涉的条纹间距三、双缝干涉的条纹间距2、近一步的实验表明：、近一步的实验表明： 用单色光做实验，相邻亮（或暗）条纹的间距用单色光做实验，相邻亮（

4、或暗）条纹的间距红光红光的的最大最大，紫光紫光的的最小最小。第8页/共31页. 观察不同单观察不同单色光的双缝干涉色光的双缝干涉条纹的情况，可条纹的情况，可以得到的信息？以得到的信息？第9页/共31页各色光在真空中的波长各色光在真空中的波长光的光的颜色颜色波长波长nmnm光的光的颜色颜色波长波长nmnm红红770770620620绿绿580580490490橙橙620620600600蓝蓝靛靛490490450450黄黄600600580580紫紫450450400400红光红光波长最波长最大大，紫光波长最紫光波长最小小xLd光的波长的测定：光的波长的测定：第10页/共31页在双缝干涉实验中，

5、以下说法中正确的在双缝干涉实验中，以下说法中正确的是是( )( )A A、入射光波长越长，干涉条纹间距越、入射光波长越长，干涉条纹间距越大大B B、入射光波长越长，干涉条纹间距越、入射光波长越长，干涉条纹间距越小小C C、把入射光由绿光变成紫光，干涉条、把入射光由绿光变成紫光，干涉条纹间距变小纹间距变小D D、把入射光由绿光变成红光，干涉条、把入射光由绿光变成红光，干涉条纹间距变小纹间距变小AC 第11页/共31页特征量特征量红光红光紫光紫光干涉条纹干涉条纹间距（间距（x x）真空中的真空中的波长（波长（ ）频率（频率（f f）折射率（折射率（n n） 四、七种单色光的综合性质对比四、七种单色

6、光的综合性质对比由大到小由大到小由大到小由大到小由小到大由小到大fc光的折射光的折射由小到大由小到大第12页/共31页红光到紫光七种单色光在同一种装置中的红光到紫光七种单色光在同一种装置中的双缝干涉条纹间距是双缝干涉条纹间距是拓展拓展2 2、若用白光在同样的装置中做双缝若用白光在同样的装置中做双缝干涉实验干涉实验2.2.分析说明用白光做杨氏双缝实验时，分析说明用白光做杨氏双缝实验时，中央亮纹的边缘是什么颜色？中央亮纹的边缘是什么颜色？ 3.3.分析说明用白光做杨氏双缝实验时，离分析说明用白光做杨氏双缝实验时，离中央最近的一条亮纹是什么颜色？中央最近的一条亮纹是什么颜色？ 红红紫紫拓展拓展1 1

7、、它们在双缝正对的像屏的中央它们在双缝正对的像屏的中央P P处处附近均为亮条纹还是暗条纹？附近均为亮条纹还是暗条纹？1.1.其干涉图样是什么条纹？其干涉图样是什么条纹？从大到小的从大到小的第13页/共31页白光白光蓝光蓝光红光红光第14页/共31页双缝干涉（结论）双缝干涉（结论）单色光，白光在同样的装置中做双单色光，白光在同样的装置中做双缝干涉实验，实验现象缝干涉实验，实验现象（1 1）不同单色光：）不同单色光：屏中央出现亮纹，两侧出现间距、屏中央出现亮纹，两侧出现间距、宽度、亮度相等的亮暗相间的条纹。宽度、亮度相等的亮暗相间的条纹。（2 2）白光：）白光：屏中央出现白色亮纹，其边缘为红屏中央

8、出现白色亮纹，其边缘为红光，紫光最靠近中央亮纹。两侧出光，紫光最靠近中央亮纹。两侧出现彩色条纹现彩色条纹.第15页/共31页1.1.在双缝干涉实验中，双缝到光屏上在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P P点的点的距离之差距离之差s =0.6ms =0.6m；若分别用频率为；若分别用频率为f f1 1=5.0=5.010101414HzHz和频率为和频率为f f2 2=7.5=7.510101414HzHz的单的单色光垂直照射双缝隙，则色光垂直照射双缝隙，则P P点出现条纹的情点出现条纹的情况是以下哪种况是以下哪种( )( )A.A.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现

9、明条纹点出现明条纹B.B.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现明条纹点出现明条纹C.C.用频率用频率f f1 1的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹D.D.用频率用频率f f2 2的单色光照射时，的单色光照射时，P P点出现暗条纹点出现暗条纹AD由由C=fC=f得：得：1 1=C/f=C/f1 1= = s s 1 1明条纹明条纹由由C=fC=f得：得：2 2=C/f=C/f2 2= = s s 2 2暗条纹暗条纹第16页/共31页肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面肥皂泡看起来常常是彩色的，雨后公路积水上面漂浮的油膜，看起来也是

10、彩色的，这些都是光的漂浮的油膜，看起来也是彩色的，这些都是光的干涉产生的。干涉产生的。第17页/共31页竖直放置的肥皂膜上竖直放置的肥皂膜上呈现彩色条纹呈现彩色条纹第18页/共31页产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用产生原因是当肥皂膜竖直放置，由于重力作用，膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，经前后膜，膜上薄下厚。光照射到肥皂膜上，经前后膜两次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程两次反射，又叠加在一起，后膜反射光的路程比前膜反射多比前膜反射多2倍膜厚。若膜厚度倍膜厚。若膜厚度2倍等于波长倍等于波长整数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜整数倍，两列光波加强，呈现明纹。若某种膜厚度厚度2倍等于半

11、个波长奇数倍，此处两处两列波倍等于半个波长奇数倍，此处两处两列波互相减弱，出现暗纹。膜厚度变化是连续的，互相减弱，出现暗纹。膜厚度变化是连续的，就了现明暗相间条纹。就了现明暗相间条纹。薄膜干涉：产生原因薄膜干涉：产生原因第19页/共31页薄膜干涉薄膜干涉1、定义：、定义： 由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成由薄膜前后表面反射的两列光波叠加而成第20页/共31页用单色光照射肥皂薄膜时，发生光的干用单色光照射肥皂薄膜时，发生光的干涉现象，这时（涉现象，这时（ ）A A、看到的干涉图样是明暗相间的条纹看到的干涉图样是明暗相间的条纹B B、从光源所在同一侧才能看到干涉图样从光源所在同一侧才能看到干涉

12、图样C C、从光源的另一侧才能看到干涉图样从光源的另一侧才能看到干涉图样D D、从光源发出的光与肥皂膜表面反射的从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发生干涉，形成干涉图样光发生干涉，形成干涉图样ABAB第21页/共31页薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用 a.a.干涉法检查平面干涉法检查平面 原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，原理：在被检平面与透明样板间垫一个薄片，使其间形成一个楔形的空气薄层当用单色光使其间形成一个楔形的空气薄层当用单色光从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面从上面照射时，入射光从空气层的上、下表面反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉条反射出两列光波，于是从反射光中看到干涉

13、条纹纹第22页/共31页劈形空气薄层劈形空气薄层标准样板标准样板被检测平面被检测平面 光在空气层的上下表面发生反射光在空气层的上下表面发生反射,这两这两束反射光发生干涉束反射光发生干涉. 如果被检测表面如果被检测表面的平整的的平整的, ,将看到与将看到与底线平行的干涉条底线平行的干涉条纹纹. .检查工件的平整度检查工件的平整度第23页/共31页2223左凹右凸左凹右凸第24页/共31页b.b.增透膜增透膜 原理：原理：当当薄膜的厚度是入射光在薄膜中薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的波长的时时，在薄膜的两个面上的，在薄膜的两个面上的反射光，光程差恰好等于半波长，因而反射光，光程差恰好等于半波长，因

14、而相互抵消，达到减小反射光，增大透射相互抵消，达到减小反射光，增大透射光的作用光的作用思考思考: :增透膜能否将增透膜能否将所有反射光都抵消所有反射光都抵消 思考思考: :怎样来确定增透膜的厚度？怎样来确定增透膜的厚度？ 第25页/共31页因为人的视觉最敏感的色光为绿光，因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以所以增透膜的厚度为绿光在增透膜增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的中波长的1/41/4。以增大绿光的透射强。以增大绿光的透射强度。度。因为红光与紫光反射强度大，所以因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色照相机和望远镜照相机和望远镜第26页/共31

15、页有种灯具俗称有种灯具俗称 冷光灯冷光灯 ，用它照射物品处，用它照射物品处产生的热效应大大降低，这种灯降低热效产生的热效应大大降低，这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氧化镁），玻璃表面上镀一层薄膜（例如氧化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的红外线热效应。以的红外线热效应。以表示此红外线的波表示此红外线的波长，则所镀膜的厚度最小应为：长，则所镀膜的厚度最小应为：A A、 /8;/8; B B、/4;/4; C C、/2 ;/2 ; D D、 B第27页/共31页如图所示是用于干涉法检查某块厚玻璃的上表如图所示是用于干涉法检查某块厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通